DE7510281U - Vorrichtung zum Gießen von Metall in Formen - Google Patents

Description

T₁EDTKE - BOHL.NG - KlNN.

Dlpl.-Chem. Bühling Dipl.-lng. Kinne

8 München 2, Postmen 2024 Bavarlarlng 4

ToI.: (0 8S) S3 98 53-6β

Telex: 5 24845 tipai

cable; Germaniapaten; München

2. April 1975 B 6567/BW/GA/mw

Kockums Jernverksaktiebolag Ronneby, Schweden

Vorrichtung zum Gießen von Metall in Formen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Giessen von Metall in Formen, die in automatischen Formmaschinen hergestellt worden sind.

Zur vollständigen Ausnutzung einer automatischen Formmaschine muss u.a. das Giessen von Metall in die Formen möglich sein, ohne dass die Zykluszeit der Formmaschine herabgesetzt wird und ohne dass unnötige Betriebsunterbrechung an in anderer Weise veranlasst werden.

Die übliche Vorrichtung zum Giessen von Metall besteht aus einer mit feuerfestem Material ausgekleideten Pfanne, die in der Nahe der Formbahn in einem Rollenblock aufgehängt ist und von Hand gekippt werden kann. Da die Metalltemperatur in der Pfanne schnell sinkt, muss der Metallinhalt der Pfanne auf diejenige Menge beschränkt werden, die normalerweise in 5-10 Minuten verbraucht wird, wonach neues Metall aufgefüllt werden muss.

Eine typische, automatische Formmaschine hat eine Zyklusgesamtzeit von 12 Sekunden. Die für den Vorschub der Formen um einen Schritt erforderliche Zeit beträgt 3 Sekunden. Die benutzte effektive Giesszeit liegt in der Regel nahe der höchstzulässigen, die im oben erwähnten Beispiel 9 Sekunden ist. Hieraus folgt, dass ein Pfannenwechsel innerhalb von 3 Sekunden erfolgen muss, falls man eine Stillsetzung der Formmaschine vermeiden will. Auch wenn mehrere Pfannen im Umlauf sind, sind Wechselzeiten von etwa 1 Minute nicht ungewöhnlich. Bei einer Wechselfrequenz von 10 Pfannen pro Stunde betragen die von einem Pfannenwechsel ver-■ ursachten Betriebsunterbrechungen somit etwa 15 %.

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Auf dem Markt ist eine Anzahl Giessvorrichtungen erhältlich, bei denen man die oben geschilderten Probiene zu lösen versucht hat. Die meisten bekannten Lösungen des Gies^problems bauen auf den Gedanken, dass geschmolzenes Metall stets zur Verfugung stehen soll. Bei einer bekannten Lösung hat man somit oben auf den Formen eine Ofenwanne angebracht, die mit Stopfen und Lochstein versehen ist. Bei einer anderen bekannten Lösung hat man seitlich der Formen einen Ofen angebracht, von dem ein Giessen dadurch erfolgt, dass ein Gasüberdruck in der Ofenwanne hergestellt wird oder dass man elektromagnetische Rinnen benutzt.

Diese bekannten Lösungen sind im Vergleich zu dem üblichen Pfannengiessen mit den folgenden Nachteilen behaftet:

1. Die Metallqualität lässt sich erst nach vollständiger Entleerung der Ofenwanne ändern.

2. Betriebsprobleme wegen Verschleisses feuerfester Einzelteile, Stopfen, Lochsteine.

3. Beim Giessen verschiedener Gusseisenqualitäten wird das Metall gewöhnlich vor der Anwendung geimpft. Die Impfwirkung klingt innerhalb von ca 10 Minuten ab, weshalb ein Giessen innerhalb dieser Zeit erfolgen sollte. Bei etwaigen längeren Betriebsunterbrechungen in der Formmaschine läuft man somit die Gefahr, dass die Impfwirkung verklungen ist, wenn der Giessvorgang wieder gestartet v/ird.

4. Mit den bekannten Giessvorrichtungen ist es schwierig, die Giessgeschwindigkeit zu regeln. Für auf Bestellung anfertigende Giessereien, wo Modelle üblicherweise in kurzen Zeitspannen gewechselt v/erden und verschiedene Giessgeschwindigkeiten zur Anwendung gelangen,ist indessen die Möglichkeit einer Regelung der Giessgeschv/indigkeit eine wesentliche Forderung.

Ferner sind auch Giessmaschinen bekannt, bei denen zwei Pfannen auf einem fahrbaren Wagen angebracht und auf hydraulischem Wege gekippt v/erden können. Die Kippwellen sind in den bekannten Fällen jedoch zur Fahrtrichtung des Wagens parallel, und die Pfannen werden über einen Ausguss entleert. Demzufolge wird der Abstand zv/ischen den Auslauf teilen der Pfannen derart lang (etwa 1 Meter), dass ein Pfannenwechsel durch Bewegung des Wagens nicht in hinreichend kurzer Zeit erfolgen kann. Ausserdem "wandert" der Giessstrahl beim Kippen der Pfannen.

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Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, die oben geschilderten Probleme in einer einfachen und praktischen Weise zu lösen.

Die Erfindung betrifft somit eine Giessvorrichtung zum Giessen von Metallen, vorzugsweise in Verbindung mit automatischen Formmaschinen, welche Giessvorrichtung einen fahrbaren Wagen mit zwei daran abnehmbar angebrachten Giesspfannen umfasst.

Zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich die Giessvorrich-.tung erfindungsmässig dadurch aus, dass der Wagen zwei kippbare Wiegen aufweist*, deren Kippwellen hauptsächlich quer zur Fahrtrichtung des Wagens gerichtet sind und die spiegelverkehrt zueinander angebracht sind und in denen die Giesspfannen in beabsichtigten Lagen anbringbar sind, v/obei die Pfannen in den beiden Wiegen zueinander spiegelverkehrt sind und je eine Schnauze haben, die in der Weise gerichtet ist, dass ihre Mittellinie, wenn die Pfanne an der beabsichtigten Stelle ir ihrer Wiege angebracht ist, im wesentlichen mit einer Verlängerung der Kippwelle der bezüglichen Wiege zusammenfällt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsmässigen Vorrichtung, Fig. 2 eine Draufsicht dieser Vorrichtung, und Fig. 3 die Vorrichtung von rechts in Fiq. 1 gesehen, In Fig. 1 ist eine Ausführungsform der Vorrichtung mit einem Schienenwagen 10 dargestellt, welcher längs eines Gleises 11 mit Hilfe eines Hydrozylinders 12 um eine Strecke A bewegt werden kann. Der Wagen weist ein nach oben gerichtetes Gestell 13 mit kräftigen Lagern auf. Das Gestell trägt zwei spiegelverkehrt montierte Wiegen 14, die mit Hilfe von Hydrozylindern 15 nach oben gekippt werden können. Diese Hydrozylinder sind zwischen dem Wagen 10 und einer kurbel 16 eingeschaltet, die ihrerseits über eine in den Lagern des Gestells 13 gelagerten Welle 17 mit der Wiege 14 verbunden ist. Die Wiegen sind mit Gliedern, z.B. Haken 18, zum Festhalten von Pfannen 19 versehen. In der Zeichnung ist lediglich eine Pfanne 19 in ihrer Wiege 14 auf dem Wagen 10 angebracht. Die andere Pfanne ist zum Pfannenwechsel abgehoben worden.

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Fig. 2 zeigt die Vorrichtung gemäss Fig. 1 von oben und ausserdem eine Formbahn 20, längs welcher eine Reihe von aus einer nicht dargestellten Formmaschine herausgetragenen Formen 21 bewegt wird. Die Schnauzen 22 der Pfannen sind in der Art ausgebildet, dass der Giessstrahl den Eingusstrichter 23 der Formen 21 beim Giessen trifft und dass die Lage des Giessstrahls bei verschiedenen Kippwinkeln, d.h. bei verschiedenen Winkellagen der Wiege 14, nicht geändert wird. Die Pfannen weisen einen Hebebügel 24 od. dgl. auf, so dass die Pfannen leicht aus den Wiegen,. z.B. mit Hilfe irgendeiner Hebevorrichtung, zum Auffüllen von Schmelze herausgehoben werden können. Durch diese Vorkehrung kann der Abstand zwischen den Schnauzen 22 der beiden Pfannen 19 sehr kurz gehalten werden, auch wenn die Pfannen 19 ein verhältnismässig grosses Volumen haben. Hierdurch kann man von dem Giessen mit einer Pfanne in der einen Wiege 14 zum Giessen mit einer anderen Pfanne in der anderen Wiege 14" sehr schnell übergehen, indem der fahrbare Wagen mittels des Hydrozylinders 12 um eine Strecke bewegt wird, die dem Abstand Λ zwischen den Schnauzen entspricht.

Bei Anwendung der erfindungsmässigen Giessvorrichtung wird eine gefüllte Pfanne 19 in der einen Wiege angebracht, wobei der Hydrozylinder 12 in die eine Aussenlage bewegt worden ist, welche der durch eine strichpunktierte Linie B-B bezeichneten Giessposition entspricht. Das Giessen wird dadurch gestartet, dass der Hydrozylinder 15 auf dem bezüglichen Teil des Wagens betätigt wird, so dass er die Pfanne 19 nach oben gekippt und Metall durch die Schnauze 22 hinausströmt und in den Eingusstrichter 23 der Form eintritt. Die Metallströmungsgeschwindigkeit beim Giessen wird durch die Bewegung des Hydrozylinders 15 geregelt. Die Pfanne 19 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie im Querschnitt die Form eines Kreissektors hat. Hierdurch erreicht man, dass die gleiche Metallmenge für jeden Grad der Kippbewegung austritt, wodurch die Regelung des Giessvorganges einheitlich wird, bis die Pfanne völlig leer ist. Das Giessen wird dadurch unterbrochen, dass der Hydrozylinder 15 betätigt wird, um die Pfanne nach hinten in der Richtung auf die Ausgangslage zu kippen. Während der Zeit, wo ein Giessen mit Hilfe der im rechten Teil des Wagens angebrachten Pfanne stattfindet, wird eine gefüllte

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neue Pfanne in der gegenüberstehenden Wiege 14' (li.iks in der Zeichnung) angebracht. Der Uebergang von dem Giessen mit der einen Pfanne zu dem Giessen mit der anderen Pfanne erfolgt durch Betätigung des Zylinders 12, so dass der Wagen 10 um eine Strecke A bewegt wird, die im wesentlichen mit dem Abstand zwischen den Schnauzen d.er Pfannen übereinstimmt. Die Bewegung erfolgt gleichzeitig wie die Formmaschine eine neu hergestellte Form schrittweise fortbewegt.

Bei. einer Ausführungsform der erfindungsmässigen Giessvorrichtung ist der Abstand A 400 mm und kann ein Pfannenwechsel in 3 Sekunden erfolgen. Der Kippmechanismus ist hierbei als hydraulisch betätigtes Kniegelenk (nicht dargestellt) ausgeführt, welches ein einstellbares Schnellkippen von 1-5 gestattet und mit welchem eine nicht gezeigte Schraubenspindel über ein Kugelgelenk verbunden ist. Die Schraubenspindel wird von einem thyristorgesteuerten Gleichstrommotor angetrieben. Das Kniegelenk wird zum Starten und Stoppen des Giessens angewendet, während die Schraubenspindel für das erforderliche kontinuierliche Hochkippen verwendet wird, das zur Regelung der Giessgeschwindigkeit nötig ist.

In der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung bewegt der Hydrozylinder 12 den Wagen hin und her über eine Strecke Λ, die dem Abstand zwischen den Mittellinien der Schnauzen 22 der in den Wiegen anbringbaren Pfannen gleich ist. Der Hydrozylinder 12 kann indessen durch irgendwelchen anderen Antrieb ersetzt werden.

In dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Mittellinien der Pfannenschnauzen zueinander parallel und auch die Kippwellen 17 sind zueinander parallel und horizontal. Wenn es erwünscht ist, den Abstand zv/ischen den Auslaufen von den Pfannenschnauzen noch zu vermindern, können die Kippwellen 17 im Verhältnis zueinander schräggestellt werden, so dass sie sich in Richtung der Spitze der Pfannenschnauzen einander nähern und die Pfannenschnauzen somit einen anderen Winkel als einen rechten Winkel zur Form¹ ihn bilden.

Eine andere Möglichkeit (auch nicht in der Zeichnung dargestellt) wäre, die Kippwellen 17 im Verhältnis zur Hori;:ont..ilebene schwach schrägzustel.len, so dass die Pfannensclinau7.cn

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schwach nach unten gegen die Eingusstrichter 23 der Formen geneigt sind. Hierdurch wird ein besserer Ausfluss von Metall aus den Pfannen gewährleistet.

Die erfindungsmässige Vorrichtung lässt sich in vielerlei Weise im Rahmen der nachstehenden Patentansprüche abändern, und die obige Beschreibung ist demnach nicht für den Umfang der Erfindung beschränkend.

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Claims (6)

SCHUTZANSPPsUECHE

1. Giessvorrichtung zum Giessen von Metallen, vorzugsweise in Verbindung mit automatischen Formmaschinen, welche Giessvorrichtung einen fahrbaren Wagen mit zwei daran abnehmbar angebrachten Giesspfannen umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Wagen (10) zwei kippbare Wiegen (14) aufweist, deren Kippwellen

(17) hauptsächlich quer zur Fahrtrichtung des Wagens gerichtet sind und die spiegelverkehrt zueinander angebracht sind und in denen die Giesspfannen (19)' in beabsichtigten Lagen anbringbar sind, wobei die Pfannen (19); in den beiden Wiegen (14) zueinander spiegelverkehrt sind und je eine Schnauze (22) haben, die in der Weise gerichtet ..ist, dass ihre Mittellinie, wenn die Pfanne (19) an der beabsichtigten Stelle in ihrer Wiege (14) angebracht ist, im wesentlichen mit einer Verlängerung der Kippwelle (17) der bezüglichen Wiege zusammenfällt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wiegen (14) mit ihren Kippwellen (17) neben einander montiert sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippwellen (17) der Wiegen (14) einen Winkel miteinander bilden.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippwellen (17) der Wiegen (14) einen Winkel zur Horizontalebene bilden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippwellen (17) der Wiegen (14) horizontal sind und zur Fahrtrichtung des Wagens (10) senkrecht sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass der Viagen (10) einen Antrieb (12) hat, der dem Wagen eine Fahrbewegung verleiht, die ebenso lang ist wie der Abstand zwischen den Mittelpunkten der Schnauzen (22) der in den Wiegen (14) angebrachten Pfannen (19),

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