DE3908265A1

DE3908265A1 - Chargiervorrichtung fuer schmelzanlagen

Info

Publication number: DE3908265A1
Application number: DE3908265A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Reuter
Original assignee: Leybold AG
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1989-03-14
Filing date: 1989-03-14
Publication date: 1990-09-20
Also published as: US4984952A

Description

Die Erfindung betrifft eine Chargiervorrichtung für Schmelzanlagen, insbesondere für Schmelzanlagen, die unter Vakuum oder Schutzgasatmosphäre arbeiten.

Für Vakuumschmelzanlagen, insbesondere für Vakuum- Induk tions- Schmelz- und Feingußanlagen werden Chargiervorrich tungen der verschiedensten Art eingesetzt. Die zu chargie renden Blöcke werden in der Regel durch eine Beschickungs schleuse in eine Schmelzkammer, insbesondere in einen Tiegel innerhalb der Schmelzkammer, gefördert. Anschlie ßend werden die Blöcke entweder unter Vakuum oder unter Schutzgasatmosphäre geschmolzen.

Eine derartige Vakuum- Induktions- Schmelz- und Feingußan lage wird beispielsweise im Prospekt M 2110/d der ehema ligen Leybold Heraeus GmbH & Co. KG beschrieben.

Der vorliegenden Erfindung liegen folgende Aufgaben zugrunde: Es soll eine Chargiervorrichtung geschaffen werden, die eine weitgehende Manövrierbarkeit der Chargierschaufel ermöglicht. Dabei soll die Chargiervorrichtung vorzugs weise in horizontalen Richtungen arbeiten können. Es soll insbesondere eine Beweglichkeit um zwei Achsen erzielt werden. Die weitgehende Variationsbreite der Bewegungen der Chargierschaufel soll unter Vakuum möglich ein. Es gehört weiterhin zur Aufgabe, daß neben dem Verschwenken um zwei Achsen die Chargierschaufel auch parallel verschoben werden kann. Die Chargiervorrich tung soll eine kurze Baulänge aufweisen.

Die gestellten Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine in eine Entladeposition für das Chargier gut innerhalb der Schmelzkammer in Vorwärtsbewegung hineinbewegbare Aufnahmevorrichtung für das Chargiergut und ein in eine vorgeschobene Position in Richtung auf die Schmelzkammer in Vorwärtsbewegung hineinbewegbares Anschlagorgan für das Chargiergut vorgesehen sind, daß die Aufnahmevorrichtung und das Anschlagorgan so angeord net, ausgebildet und in ihren Bewegungen so koordiniert sind, daß das Anschlagorgan während der Rückwärtsbewegung der Aufnahmevorrichtung in seiner vorgeschobenen Position bleibt, so daß das Chargiergut am Anschlagorgan in Anschlag gehalten wird, während ihm durch die Rückwärtsbe wegung der Aufnahmevorrichtung die Unterlage entzogen wird.

Vorzugsweise sind die Aufnahmevorrichtung und das Anschlagorgan horizontal bewegbar angeordnet.

Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung besteht darin, daß die Aufnahmevorrichtung als Chargierschaufel, die mit einem Fördermittel, insbesondere mit einem Wagen, verbunden ist, ausgebildet ist.

Eine raumsparende Lösung wird dadurch erreicht, daß das Anschlagorgan als Auswerfer am Fördermittel geführt wird.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird vorgeschla gen, daß das Fördermittel auf Schienenelementen bewegbar angeordnet ist, daß die Schienenelemente gewillkürt posi tionierbar angeordnet sind.

Um eine Beweglichkeit der Chargierschaufel mit einer großen Variationsbreite innerhalb der Schmelzkammer zu erzielen, wird vorgeschlagen, daß mindestens eine Manövriervorrichtung, insbesondere eine Hubvorrichtung, zur weitgehend universellen Positionierung der Schienenelemente vorgesehen ist. Die Manövriervorrichtung kann als eine hydraulisch betätigbare Kolben-Zylindereinheit ausgebildet sein. Alternativ kann eine manuell zu betätigende Spindelvorrichtung, Exzenter, Hebelgelenk oder ähnliches, eine elektrisch betätigbare Verstelleinheit oder eine pneumatisch betätigbare Kolben-Zylindereinheit vorgesehen sein.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschla gen, daß das Fördermittel aus einem auf Schienen geführten Wagen besteht, der durch einen Kettenantrieb bewegbar ist.

Eine besonders robuste und betriebssichere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Auswerfer am Wagen geführt wird und mit einer Schubkette verbunden ist, die bei der Rückwärtsbewegung des Wagens den Auswerfer in vorgeschobener Position hält. Dabei kann vorgesehen werden, daß die Schubkette über ein Kettenrad läuft, das mit einem Freilauf versehen ist, der die Rückwärts bewegung der Schubkette stoppt.

Mit der Erfindung werden folgende Vorteile erzielt:

Die gestellten Aufgaben werden gelöst. Es wird eine weit gehend universell bewegbare Chargierschaufel der Vakuum schmelztechnik zur Verfügung gestellt. Die Anpassung an spezielle Kundenwünsche ist aufgrund des gewählten Bauprinzips schnell und präzise möglich.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung zu entnehmen.

Dieses Ausführungsbeispiel wird anhand von acht Figuren erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine horizontal angeordnete Blockchargiervorrichtung, wobei der Wagen der Vorrichtung in Beladeposition ist.

Fig. 2 zeigt die Vorrichtung nach Fig. 1, wobei der Wagen in einer Position kurz vor dem Abwerfen des block förmigen Chargierguts ist.

Fig. 3 zeigt die Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 in einer Zusammenbauzeichnung.

Fig. 4 ist eine Schnittdarstellung nach der Schnittlinie IV-IV der Fig. 3.

Die Fig. 5, 6 und 7 zeigen die möglichen Positionen, beziehungsweise Bewegungen des Schienensatzes und damit der Chargierschaufel der Blockchargiervorrichtung nach den vorangegangenen Figuren.

Fig. 8 zeigt das Glied einer Schubkette.

Mit Hilfe der Fig. 1 und 2 soll der prinzipielle Aufbau einer Blockchargiervorrichtung, die horizontal angeordnet ist, gezeigt werden. Außerdem dienen die Fig. 1 und 2 zur Beschreibung der Arbeitsweise der Blockchargiervor richtung. Fig. 1 zeigt die Beladestellung der Blockchar giervorrichtung. Fig. 2 zeigt die Entladestellung der Vorrichtung.

Die Fig. 3 und 4 zeigen Merkmale des konstruktiven Aufbaus der Vorrichtung.

In einem vakkuumdichten Gehäuse 1, das über ein Schleusen ventil 2 an eine unter Vakuum stehende Schmelzkammer 3 anschließbar ist, befindet sich ein beweglicher Schienensatz 4. Das Gehäuse ist mit einem Deckel 5 verse hen. Nach Trennung des Gehäuses 1 von der unter Vakuum stehenden Schmelzkammer, nach dem Fluten des Gehäuses 1 und nach dem Öffnen des Deckels 5 wird das Schmelzgut, im vorliegenden Fall ein zylinderförmiger Block 6, auf eine Chargierschaufel 8 befördert. Die Beladerichtung ist mit dem Pfeil 7 angedeutet, siehe Fig. 1.

Der Schienensatz ist durch die Hubzylinder 9, 10 beweglich angeordnet. Die Hubzylinder sind in den Fig. 1 und 2 durch die Doppelpfeile 9, 10 symbolisch dargestellt. Die Ausführungen der Hubzylinder ist der Fig. 3, siehe dort die Bezugsziffern 9, 10 und der Fig. 4, siehe dort Bezugsziffer 9, zu entnehmen.

Anstelle dieser Hubzylinder, die hydraulisch betätigt werden, können auch von Hand zu betätigende Spindeln oder elektrische Hubeinheiten treten. Außerdem können Exzenter und Hebelgelenke zur Anwendung kommen.

Im Schienensatz 4 läuft ein Wagen. Der Wagen ist mit 11 bezeichnet. Zwei der vier Räder oder Rollen, die in den Fig. 1 und 2 sichtbar sind, tragen die Bezugszif fern 12, 13. Wie aus den Fig. 3 und 4 hervorgeht, gehören zum beweglichen Schienensatz zwei Schienen mit U-Profil. Die Räder oder Rollen des Wagens laufen in diesen U-Profilen.

Aus den Fig. 1 und 2 geht hervor, daß am Wagen ein Auswerfer 20 gelagert ist. Die Lagervorrichtung ist sym bolisch dargestellt und trägt die Bezugsziffer 14.

An der Wagenvorderseite befindet sich die oben beschrie bene Chargierschaufel 8, sie ist durch Verschrauben mit dem Wagen fest verbunden. Die Bewegung des Wagens wird durch einen umlaufenden Kettentantrieb 15 bewirkt. Mit 16 ist ein Mitnehmer bezeichnet, der die Kupplung zwischen Kettenantrieb 15 und Wagen 11 darstellt. Die Hubzylinder 9, 10 greifen in den Fig. 1 und 2 in den Punkten 17, 18 am Schienensatz an.

Der Schienensatz kann somit aus der Horizontalen heraus geschwenkt oder parallel versetzt werden, was zu entspre chenden Neigungen oder Versetzungen der Chargierschaufel, insbesondere im vorgeschobenen Zustand führt. Diese verschiedenen Neigungen, beziehungsweise Parallelver schiebung, der Chargierschaufel sind in den Fig. 5, 6 und 7, die weiter unten erläutert werden, symbolisch dargestellt.

Nach dem Schließen des Deckels wird das Gehäuse evakuiert. Das Schleusenventil wird geöffnet. Der Wagen und der Auswerfer 20 werden aus ihrer Position gemäß Fig. 1, wie durch den Pfeil 23 dargestellt, in die vorgeschobene Position, siehe Fig. 2, durch den Kettenantrieb bewegt. Die Schubkette 21 läuft dabei lose mit. In dieser vorgeschobenen Position befindet sich der Block in der Schmelzkammer 3.

Nunmehr wird der Wagen 11 durch den Kettenantrieb 15 in Richtung des Pfeils 19 zurückbewegt. Gleichzeitig bleiben der Auswerfer 20 und die Schubkette 21 in der in Fig. 2 gezeigten Position. Der Auswerfer wird durch die Schubkette 21, die aufgrund ihrer konstruktiven Ausgestaltung Schubkräfte übertragen kann, und die durch den blockierten Freilauf des Kettenrads 24 selbst blockiert ist, in der vorgeschobenen Position (Fig. 2) gehalten. Beim Zurückfahren des Wagens dient der Auswerfer als Anschlag für den Block 6. Dem Block wird die Unterlage in Form der Schaufel 8 entzogen. Der Block rutscht in den Tiegel 22.

Im einzelnen geschieht also folgendes: Die Schubkette läuft über das Kettenrad 24. Das Kettenrad 24 ist mit einem Freilauf versehen. Bei der Bewegung der Kette in Richtung des Pfeils 25, siehe Fig. 1, läuft das Kettenrad unblockiert mit. Der Auswerfer, die Schubkette und der Wagen werden in die vorgeschobene Position gemäß Fig. 2 durch den Kettenantrieb 15 gezogen. Bei der Rückwärtsbe wegung des Wagens gemäß Pfeil 19 der Fig. 2 sperrt der Freilauf das Kettenrad und damit die Bewegung der Schub kette in Richtung des Pfeils 26′, siehe Fig. 2, so daß die Schubkette und der mit der Schubkette verbundene Auswerfer in der vorgeschobenen Position gemäß Fig. 2 bleiben.

Wie oben erwähnt, dient der Auswerfer 20 bei dem soeben beschriebenen Vorgang als Anschlag für den Block 6. Durch das Zurückziehen der Schaufel 8, die mit dem Wagen 11 fest verschraubt ist, rutscht der Block 6 in den Tiegel 22.

Der Freilauf des Kettenrads ist lösbar, und zwar dann, wenn die Chargierschaufel mit einem neuen Block beladen werden soll. Die Schubkette und der Auswerfer werden nach Lösen des Freilaufs in Richtung des Pfeils 26′, siehe Fig. 2, zurückgezogen.

Nach Schließung des Schleusenventils 2, nach Fluten des Gehäuses 1 und nach Öffnen des Deckels 5 wird ein neuer Block 6 in Richtung des Pfeils 7 auf die Chargierschaufel gefördert.

Fig. 3 zeigt Einzelheiten des konstruktiven Aufbaus der Blockchargiereinrichtung. Mit 3 ist die Schmelzkammer bezeichnet. 2 bezeichnet das Schleusenventil. Mit 1 wird die Gesamtheit des Gehäuses der Chargiereinrichtung bezeichnet. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, ist das Gehäuse im Bereich 26 trogförmig ausgebildet. Am Gehäuse 1 ist ein Fortsatz 27 angeschlossen für die Aufnahme der Schub kette 21.

Der Schienensatz ist mit 4 bezeichnet. Der Schienensatz ist angelenkt am Aufnahmeelement 28 und am Verbindungs element 29.

Das links angeordnete Aufnahmeelement 28 ist im Punkt 17 mit dem Schienensatz 4 verbunden. Das Aufnahmeelement 28 wird durch den Hubzylinder 9 bewegt.

Am rechten Ende des Schienensatzes ist dieser am Hubzy linder 10 im Punkt 18 über das Verbindungselement 29 angelenkt.

Der Schienensatz kann also durch die Hubzylinder 9 und 10 parallel versetzt oder geschwenkt werden. Beim parallelen Versetzen werden die Hubzylinder 9 und 10 entsprechend gesteuert, das heißt, die Punkte 17 und 18 werden um dieselbe Strecke gehoben oder gesenkt.

Andererseits kann der Punkt 17 oder 18 als Festpunkt dienen, während der jeweils andere Punkt bewegt wird. Hierdurch kommt es zu einem Verschwenken des Schienen satzes.

Es können natürlich auch ein Parallelversetzen und ein Schwenken durchgeführt werden.

Aus dem im vorangegangenen Gesagten ist erkennbar, daß der Schienensatz und damit die Chargierschaufel im vorge schobenen Zustand über eine weite Variationsbreite manövriert werden können.

In Fig. 3 sind die Einzelteile, die in den Fig. 1 und 2 gezeigt und weiter oben beschrieben wurden, mit den gleichen Bezugsziffern versehen, wie sie in den Fig. 1 und 2 angewendet wurden.

Fig. 4 zeigt in einem Schnittbild gemäß der Schnittlinie IV-IV der Fig. 3 das trogförmige Gehäuse 1 und den Hubzy linder 9. Das Aufnahmeelement 28 ist erkennbar, das zwei Schienen 30, 31 mit U-Profil aufnimmt. In den U-Profilen laufen die Räder oder Rollen 32, 33 des Wagens 34. Der Wagen hat ebenfalls Trogform. Mit 35 ist das Kopfende des Auswerfers bezeichnet. 36 sind die Umrisse des Chargierguts, in diesem Fall eines zylinderförmigen Blocks.

In Fig. 5 wird gezeigt, daß sich, wie oben im einzelnen beschrieben, durch entsprechende Steuerung der Hubzylinder 9, 10 die Chargierschaufel parallel zur Ausgangsposition in Richtung der Pfeile 37, 38 nach oben oder nach unten bewegen läßt. Zwei mögliche Positionen des für die Stellungen der Chargierschaufel maßgebenden Längsachse des Schienensatzes sind schematisch durch die strichpunk tierten Linien 39, 40 dargestellt. Die Punkte 41, 42 entsprechen dabei dem Punkt 17 der Fig. 3. Die Punkte 43, 44 entsprechen dem Punkt 18 der Fig. 3.

In Fig. 6 wird verdeutlicht, daß der Punkt 17 um den Punkt 18 geschwenkt wird.

Gemäß Fig. 7 wird der Punkt 18 um den Punkt 17 geschwenkt.

Anhand von Fig. 8 soll der Aufbau und die Wirkungsweise einer an sich bekannten Schubkette erläutert werden, wie sie als Antriebsorgan für den Auswerfer 20 beim Gegen stand der Erfindung angewendet wird.

Fig. 8 zeigt in Seitenansicht ein Kettenglied, das in seinem oberen Bereich mit zwei Platten 45, 46 versehen ist. Eine Lasche 47 ist in Fig. 8 erkennbar. 48, 49 sind die Achsen der Kettenbolzen für die Verbindung der sich gegenüberliegenden Laschen, beziehungsweise für die Rollen der Kette.

Die dargestellte Schubkette kann sowohl die originäre Funktion einer Kette, nämlich die Übertragung von Zugkräf ten, erfüllen, als auch Druck- oder Schubkräfte übertra gen.

Zugkräfte, die durch die Pfeile 50, 51 symbolisiert werden, werden durch die Laschen übertragen. Schubkräfte, die durch die Pfeile 52, 53 dargestellt sind, werden durch die dicht anliegenden Platten 45, 46 übertragen.

Zur Verwirklichung des erfindungsgemäßen Grundgedankens sind auch weitere Ausführungsbeispiele denkbar. So kann an die Stelle der Schubkette jedes andere Kraftübertra gungsorgan treten, das sowohl als Zug- als auch als Schuborgan dienen kann.

Liste der Einzelteile:

1 Gehäuse
2 Schleusenventil
3 Schmelzkammer
4 Schienensatz
5 Deckel
6 Block
7 Pfeil
8 Schaufel
9 Hubzylinder, Doppelpfeil
10 Hubzylinder, Doppelpfeil
11 Wagen
12 Rad, Rolle
13 Rad, Rolle
14 Lagervorrichtung
15 Kettenantrieb
16 Mitnehmer
17 Punkt, Achse
18 Punkt, Achse
19 Pfeil
20 Auswerfer
21 Schubkette
22 Tiegel
23 Pfeil
24 Kettenrad
25 Bereich
26′ Pfeil
27 Fortsatz
28 Aufnahmeelement
29 Verbindungselement
30 Schiene
31 Schiene
32 Rad, Rolle
33 Rad, Rolle
34 Wagen
35 Kopfende
36 Umriß
37 Pfeil
38 Pfeil
39 Linie
40 Linie
41 Punkt
42 Punkt
43 Punkt
44 Punkt
45 Platte
46 Platte
47 Lasche
48 Achse
49 Achse
50 Pfeil
51 Pfeil
52 Pfeil
53 Pfeil

Claims

1. Chargiervorrichtung für Schmelzanlagen, insbesondere für Schmelzanlagen, die unter vakuum oder Schutzgasatmo sphäre arbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß eine in eine Entladeposition für das Chargiergut innerhalb der Schmelzkammer in Vorwärtsbewegung hineinbewegbare Aufnahmevorrichtung für das Chargiergut und ein in eine vorgeschobene Position in Richtung auf die Schmelzkammer in Vorwärtsbewegung hineinbewegbares Anschlagorgan für das Chargiergut vorgesehen sind, daß die Aufnahmevorrich tung und das Anschlagorgan so angeordnet, ausgebildet und in ihren Bewegungen so koordiniert sind, daß das Anschlagorgan während der Rückwärtsbewegung der Aufnahme vorrichtung in seiner vorgeschobenen Position bleibt, so daß das Chargiergut am Anschlagorgan in Anschlag gehalten wird, während ihm durch die Rückwärtsbewegung der Aufnahmevorrichtung die Unterlage entzogen wird.

2. Chargiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Aufnahmevorrichtung und das Anschlag organ horizontal bewegbar angeordnet sind.

3. Chargiervorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtung als Chargier schaufel (8), die mit einem Fördermittel, insbesondere mit einem Wagen (11), verbunden ist, ausgebildet ist.

4. Chargiervorrichtung nach einem oder mehreren der voran gegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagorgan als Auswerfer (20) am Fördermittel geführt wird.

5. Chargiervorrichtung nach einem oder mehreren der voran gegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fördermittel auf Schienenelementen bewegbar angeordnet ist, daß die Schienenelemente (30, 31) gewillkürt positio nierbar angeordnet sind.

6. Chargiervorrichtung nach einem oder mehreren der voran gegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß minde stens eine Manövriervorrichtung, insbesondere eine Hubvorrichtung (9, 10) zur weitgehend universellen Positionierung der Schienenelemente vorgesehen ist.

7. Chargiervorrichtung nach einem oder mehreren der voran gegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Manövriervorrichtung als eine hydraulisch betätigbare Kolben-Zylindereinheit ausgebildet ist.

8. Chargiervorrichtung nach einem oder mehreren der voran gegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Manövriervorrichtung als eine manuell zu betätigende Spindelvorrichtung, Exzenter, Hebelgelenk oder ähnliches ausgebildet ist.

9. Chargiervorrichtung nach einem oder mehreren der voran gegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubvorrichtung als eine elektrisch betätigbare Verstell einheit ausgebildet ist.

10. Chargiervorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubvorrichtung als eine pneumatisch betätigbare Kolben-Zylindereinheit ausgebildet ist.

11. Chargiervorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fördermittel aus einem auf Schienen (30, 31) geführten Wagen (11) besteht, der durch einen Kettenantrieb (15) bewegbar ist.

12. Chargiervorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswerfer (20) am Wagen (11) geführt wird und mit einer Schubkette (21) verbunden ist, die bei der Rück wärtsbewegung des Wagens den Auswerfer in vorgeschobener Position hält.

13. Chargiervorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubkette (21) über ein Kettenrad (24) läuft, das mit einem Freilauf versehen ist, der die Rückwärtsbewegung der Schubkette stoppen kann.