DE3707559A1 - Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von schwingungen fuer stranggiesskokillen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Schwingungen für Stranggießkokillen, insbesondere eine mit einem Hubtisch verbundene Stranggießkokille. Je nach Anlage werden die Stranggießkokillen gerade oder gebogen ausgeführt. Der Strangverlauf bestimmt die Bewegungsform der Kokille. Besondere Führungen aus Rollen und/ oder Hebelwerken sorgen für die Einhaltung solcher geraden oder gebogenen Schwingungswege. Eine schwingende Bewegung der Kokille ist notwendig, um den Gießstrang aus der Kokille zu lösen. Die Schwingungen haben im allgemeinen eine Amplitude bzw. einen Maximalhub von 3 bis 10 mm. Sowohl kleine Kokillen für Knüppelquerschnitte als auch große Kokillen für Brammenquerschnitte werden in eine derartige oszillierende Bewegung versetzt. Die Schwingungen werden zumeist mittels bekannter Exzenteranordnungen erzeugt.

Aus der DE-A 35 30 912 ist eine Vorrichtung zur Schwingungserzeugung mit wenigstens einem als eine Muffe mit einer exzentrischen Bohrung ausgebildeten Exzenter bekannt, der drehbar an einer exzentrischen Lagerstelle einer Welle befestigt ist. Üblicherweise ist die Muffe mit der Welle durch eine Kupplung fest verbunden, beispielsweise durch eine Zahnkupplung, und es ist möglich, daß diese beiden Teile voneinander gelöst werden, so daß eine Drehung der Muffe auf der Welle erfolgen kann, um die Exzentrizität und damit die Amplitude der Schwingungen einzustellen. Horizontale Bewegungskomponenten der Schwingung werden auf diese Weise nicht verhindert, so daß auf besondere Vertikalführungen der Kokille nicht verzichtet werden kann.

Bei einer in der EP-B 00 32 116 beschriebenen Antriebs­ und Führungsvorrichtung für die oszillierende Bewegung einer Kokille in Stranggießanlagen, insbesondere Bogenstranggießanlagen mit bogenförmiger Kokille, wird mit gestängelosem Exzenterantrieb für den die Kokille tragenden Hubtisch gearbeitet, dabei sind vier Exzenter im Bereich der Ecken des Hubtisches angeordnet. Seitliche Leisten am Hubtisch bestimmen die Bewegungsbahn des Hubtisches und damit der Kokille im Zusammenwirken mit beiderseits der Leisten angreifenden Führungen. Der Hubtisch ist an Blattfedern aufgehängt, die an beweglichen Lagern befestigt sind, die jeweils einen der vier Exzenter umgeben. Auf diese Weise werden zwar störanfällige, wartungsaufwendige Gelenkstellen vermieden, auch kann auf zusätzliche Stütz- und seitliche Führungsrollen mit den erforderlichen Lagerungen verzichtet werden, jedoch können horizontale Bewegungskomponenten am Kokillenaustritt und damit eine Beeinflussung der gewünschten exakten Vertikalbewegung des Gießstranges insbesondere bei Bandgießanlagen nicht ganz ausgeschlossen werden.

Die DE-A 20 08 080 beschreibt schließlich eine Oszillationsvorrichtung für Durchlaufkokillen von Metall-, insbesondere Stahlstranggießanlagen, bestehend aus einer kontinuierlich antreibbaren Exzenter-Kurbel, deren Schwingbewegung auf ein Hebelgetriebe übertragbar ist, wobei aufgrund unterschiedlich großer Schwingbogenweiten die Bewegung eines Doppelhebels veränderbar ist, so daß die Amplitudenweite der am zweiten Arm des Doppelhebels angelenkten und in einer besonderen Führung laufenden Durchlaufkokille verstellbar ist und wobei die Exzenter-Kurbel mit einer in ihrer Schubweite einstellbaren Schubstange unmittelbar an einem Winkelhebel angreift, der über eine Lenkerstange mit dem Kokillenhubtisch bzw. mit der Durchlaufkokille verbunden ist. Dabei ist vorgesehen, daß die Schubstange auf dem Kurbel- Exzenter unter Zwischenfügung einer Exzenterhülse gelagert und die Exzenterhülse zum Kurbel-Exzenter feststellbar ist. Dieser Doppelexzenter ist ebenfalls nicht geeignet, unerwünschte seitliche, d. h. horizontale Schwingungen zu verhindern und eine absolut vertikale Hubbewegung der Kokille zu gewährleisten.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzustellen, mittels derer die genannten Nachteile vermieden und die Schwierigkeiten ausgeräumt werden können. Insbesondere sollen seitliche Auslenkungen der Kokille bei der Oszillation und damit ein Quetschen des Stranges vermieden werden. Ferner soll auf die Verwendung von zusätzlichen Stütz­ und seitlichen Führungsrollen mit den dann erforderlichen Lagerungen verzichtet werden können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für das Verfahren dadurch gelöst, daß die Schwingungen durch zwei gegensinnig umlaufende Exzenter erzeugt werden. Auf diese Weise ist eine exakte und besonders einfache Steuerung der Schwingungen unter Vermeidung unerwünschter Nebenschwingungen bzw. bestimmter Bewegungskomponenten zu erreichen.

In einer Ausgestaltung der Erfindung laufen die Exzenter mit gleicher Winkelgeschwindigkeit bei gleicher Exzentrizität um. Hierdurch wird eine größtmögliche Schwingungsstabilität gewährleistet.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, wenn sich die Horizontalkomponenten der Exzentrizitäten in jeder Drehlage der Exzenter gegenseitig aufheben. Ohne Hebelsystem kann so eine exakte Hubbewegung der Kokille bzw. des Hubtisches erzeugt werden.

Darüber hinaus können aber ebenso vorteilhaft die Exzenter auch in einem bestimmten relativen Vorlaufwinkel zueinander gegensinnig umlaufen. Eine derartige Verfahrensweise ist beispielsweise bei Kreisbogenanlagen angezeigt, wenn nämlich eine bestimmte Schräglage der Strangführung bzw. der Kokille erwünscht ist.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird für die Vorrichtung dadurch gelöst, daß am Hubtisch eine Exzenterhülse mit einer Bohrung befestigt ist, in der zwei ineinander gegenläufig um eine ortsfeste Welle drehbare Exzenter angeordnet sind, wobei der innere Exzenter und der äußere Exzenter die gleiche Exzentrizität (e ₁=e ₂) aufweisen. Vorteilhaft können auf diese Weise die horizontalen Bewegungskomponenten der beiden Exzenter sich gegenseitig aufheben, wodurch die Kokille gleichmäßig gehoben und gesenkt wird. Eine seitliche Hin- und Herbewegung bzw. Schrägstellung der Kokille (wie bei der Verwendung nur eines Exzenters in der Exzenterhülse) und damit eine schlangenförmige Ausförderung des Gießstranges, insbesondere bei Bandgießanlagen wird vermieden. Besondere Führungen der Kokille können vorteilhaft entfallen.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind zwischen der Welle und dem inneren Exzenter sowie zwischen den Exzentern und zwischen äußerem Exzenter und der Exzenterhülse Wälzlager angeordnet. Diese Anordnung ermöglicht bei geringstem Verschleiß höchste Schwingungspräzision.

Zweckmäßigerweise sind die beiden Exzenter über einen gemeinsamen Antrieb bewegbar. Hierdurch wird ein genauer Gleichlauf der gegensinnig umlaufenden Exzenter sichergestellt.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles.

Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Vertikalschnitt durch eine Vorrichtung zur Erzeugung der Schwingungen einer Stranggußkokille gemäß der Erfindung in oberer Hubstellung,

Fig. 2 wie Fig. 1, jedoch nach gegenläufiger Drehung der Exzenter um 90 Grad,

Fig. 3 wie Fig. 1, jedoch nach gegenläufiger Drehung der Exzenter um 180 Grad, d. h. in unterer Hubstellung,

Fig. 4 wie Fig. 1, jedoch nach gegenläufiger Drehung der Exzenter um 270 Grad.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einer horizontalen, dreh- und ortsfesten Welle (10), um die zwei Exzenter (11, 12) gegenläufig ineinander drehbar gelagert sind, wobei der äußere Exzenter (12) wiederum in der Bohrung (13) der Exzenterhülse bzw. des Exzenterrahmens (14) drehbar gelagert ist. Die Exzenter (11, 12) besitzen die gleichen Exzentrizitäten (e ₁=e ₂). Die Exzenterhülse (14) ist an dem die Kokille tragenden Tisch (15) befestigt. Die Exzenter (11, 12) werden mit ihren Enden von einem nicht dargestellten Getriebemotor angetrieben. In der Darstellung befindet sich die Kokille mit Hubtisch (15) in der oberen Hublage, die als Normallage (16) gekennzeichnet ist.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß nach einer gegenläufigen Drehung der Exzenter (11, 12) um jeweils 90 Grad in den Pfeilrichtungen eine veränderte Lage (17) des Tisches (15) um den Hub (18) nach unten aus der Normallage (16) gegeben ist. Die Horizontalkomponenten der Exzentrizitäten (e ₁, e ₂) der Exzenter (11, 12) heben sich bei der Drehung gegenseitig auf, so daß die Exzenterhülse (14) und der Hubtisch mit Kokille (15) immer exakt vertikal geführt werden. Der Hub (18) ergibt sich dabei in der gezeigten 90-Grad-Stellung als Summe der Exzentrizitäten (e ₁+e ₂).

In Fig. 3 ist die untere Hublage (17′) mit einem maximalen Hub (18′) des Tisches (15) gegenüber der Normallage (16) nach einer gegensinnigen Drehung beider Exzenter (11, 12) um 180 Grad aufgezeigt. Der Hub (18′) errechnet sich jetzt als das Zweifache der Summe der Exzentrizitäten (2 e ₁+2 e ₂).

Gegenüber der Darstellung in Fig. 3 ist in Fig. 4 die Stellung der Exzenter (11, 12) um weitere 90 Grad, d. h. gegenüber Fig. 1 um 270 Grad gedreht, mit einer Hublage (17′′) des Tisches (15) bzw. der Kokille und einem Hub (18′′). Die Horizontalkomponenten der Exzentrizitäten (e ₁, e ₂) der Exzenter (11, 12) erreichen in dieser Stellung (bzw. der Stellung gemäß Fig. 2) ihren höchsten Wert. Der Hub (18′′) ergibt sich hier wiederum als Summe der Exzentrizitäten (e ₁+ e ₂). Bei weiterer Drehung um 90 Grad wird wieder die Normallage (16) in der oberen Hubstellung des Hubtisches (15) bzw. der Kokille gemäß Fig. 1 erreicht und ein erneuter Schwingungszyklus beginnt.

Zur Erzielung einer gegebenfalls gewünschten Schräglage der Kokille (15) bzw. einer bestimmten Horizontalkomponente bei der Kokillenoszillation genügt es, den Schwingungszyklus der beiden Exzenter (11, 12) gegeneinander in einem bestimmten Vorlaufwinkel gegenüber der Vertikalachse (19) bei gleicher Winkelgeschwindigkeit zu beginnen. Der Vorlaufwinkel entspricht der notwendigen Schräglage der Kokille bzw. des Gießstranges während des Hubes.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen sind nicht auf das in den Zeichnungsfiguren dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So können beispielsweise, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, die Exzenterhülsen mit den darin gegensinnig umlaufenden Exzentern auch über Hebelanordnungen mit dem Hubtisch bzw. der Kokille verbunden sein. Auch ist es denkbar, daß mehr als zwei Exzenter ineinander angeordnet sind und bewegt werden. Die jeweilige konstruktive Ausgestaltung ist in Anpassung an die spätere Verwendung der Vorrichtung dem Fachmann anheimgestellt.

Claims (7)

1. Verfahren zur Erzeugung von Schwingungen für Strangießkokillen, insbesondere eine mit einem Hubtisch verbundene Stranggießkokille, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungen durch zwei gegensinnig umlaufende Exzenter erzeugt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenter mit gleicher Winkelgeschwindigkeit bei gleicher Exzentrizität umlaufen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Horizontalkomponenten der Exzentrizitäten in jeder Drehlage der Exzenter gegenseitig aufheben.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenter in einem bestimmten relativen Vorlaufwinkel zueinander gegensinnig umlaufen.

5. Vorrichtung zur Erzeugung von Schwingungen für Stranggießkokillen, insbesondere eine mit einem Hubtisch verbundene Stranggießkokille, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Hubtisch eine Exzenterhülse (14) mit einer Bohrung (13) befestigt ist, in der zwei ineinander gegenläufig um eine ortsfeste Welle (10) drehbare Exzenter (11, 12) angeordnet sind, wobei der innere Exzenter (11) und der äußere Exzenter (12) die gleiche Exzentrizität (e ₁=e ₂) aufweisen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Welle (10) und dem inneren Exzenter (11) sowie zwischen den Exzentern (11, 12) und zwischen äußerem Exzenter (12) und der Exzenterhülse (14) Wälzlager angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Exzenter (11, 12) über einen gemeinsamen Antrieb bewegbar sind.