EP0355170A1

EP0355170A1 - Vertikalschleudergussmaschine

Info

Publication number: EP0355170A1
Application number: EP89901759A
Authority: EP
Inventors: Petr Alexeevich Zelepukin; Viktor Grigorievich Urchukin; Bronislav Mecheslavovich Klimkovsky; Mikhail Ustinovich Zemtsov; Alexandr Ivanovich Patser; Anatoly Alexeevich Lushpa; Vladimir Miloslavovich Pasalsky; Dmitry Bronislavovich Klimkovsky; Alexandr Felixovich Maletsky; Anatoly Vasilievich Lavrinenko; Vladimir Filippovich Ivanchenko; Vladimir Voldemarovich Lagzdinsh; Nikolai Mikhailovich Potapov
Original assignee: NAUCHNO-PROIZVODSTVENNOE OBIED PO MEKH ROBOT TRUDA I SOVERSHENSTV REMONT OBESP PREDP CHERNOI METALL NPO CHERMETMEKH
Current assignee: NAUCHNO-PROIZVODSTVENNOE OBIED PO MEKH ROBOT TRUDA I SOVERSHENSTV REMONT OBESP PREDP CHERNOI METALL NPO CHERMETMEKH
Priority date: 1986-04-24
Filing date: 1989-01-05
Publication date: 1990-02-28
Also published as: WO1989006169A1; EP0355170A4; HUT50679A

Abstract

In einer Vertikalschleudergußmaschine ist an einem Rahmen (1) eine Tragplatte (2) mit einer Kokille (4), einer Lagereinheit (3), einer Vorrichtung (B) zur Befestigung der Kokille daran und mindestens einem Abtriebsglied (7) eines Antriebs (5) zur Kokillendrehung mittels biegsamer elastischer Zugmittel (8) aufgehängt. Die biegsamen elastischen Zugmittel (8) sind längenmäßig regelbar ausgeführt. Der Rahmen (1) besteht aus einem angetriebenen Wagen (9) mit senkrechten Säulen (10), an denen die biegsamen elastischen Zugmittel (8) befestigt sind.

Description

Gebiet der Technik

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Gußproduktion und betrifft insbesondere Vertikalschleudergußmaschinen zur Herstellung von Großteilen.
Besonders erfolgreich kann die vorliegende Erfindung zur Erzeugung von mehrschichtigen Großteilen sowie zur Herstellung von Walzen, Lagerringen, Schüssen von großem Durchmesser, Wellen für Schiffsantriebe, Rohren, Bandagen usw. eingesetzt werden.

Zugrundeliegender Stand der Technik

In den derzeitigen Vertikalschleudergußmaschinen ist die Kokille an Rollen abgestützt, wodurch ihre räumliche Lage während der Drehbewegung begrenzt wird.
Beim Betrieb der Maschine besteht immer eine statische und eine dynamische Unwucht der Kokille mit dem Gußstück, die sowohl im Ergebnis der Kokillenherstellung als auch bei der die Gußstücksohwindung entstehen. Das führt zu einer starken Vibration der Maschine und zu ihrem unstabilen Betrieb, insbesondere bei hohen Drehzahlen. Wenn zur Verminderung der Eigenfrequenz der Kokillenschwingungen die Steifigkeit der Rollen verringert wird, wird die Konstruktion der Maschine sehr kompliziert und ihr Betrieb infolge starker statischer Verformung der Rollen erschwert.
Darüber hinaus erfordern die Maschinen üblicher Ausführung massive Fundamente, weil die Kraft der Kokillenunwucht unmittelbar auf das Fundament übertragen wird.
Der vorliegenden Erfindung kommt ihrem technischen Wesen und dem erzielbaren Resultat nach eine Vertikalschleudergußmaschine (SU, A, 1061919) am nächsten, die einen Rahmen, eine Kokille, eine Tragplatte, die an dem Rahmen starr befestigt sowie mit einer in Form eines Pendelkugellagers ausgeführten Lagereinheit und mit einer Vorrichtung zur Befestigung der Kokille daran versehen ist, einen Antrieb zur Kokillendrehung, eine Vergießeinrichtung und an der Tragplatte befestigte Dämpfer enthält.
Zu den grundsätzlichen Nachteilen dieser Maschine zählen die starre Befestigung der Tragplatte an dem Rahmen und die Anordnung der Kokille in der Tragplatte mit Hilfe des Pendelkugellagers. Bei einer derartigen Befestigung der Tragplatte und der Kokille ist ihre Selbstzentrierung sogar bei großen Drehzahlen unmöglich, weil die Kokille keine sechs Freiheitsgrade besitzt. Durch das Pendelkugellager wird die räumliche Kokillendrehung um drei Koordinatenachsen gewährleistet, jedoch eine fortschreitende Bewegung entlang dieser Achsen nicht ermöglicht. Deshalb wird das freie Kokillenende Winkelschwingungen vollführen, die von den Abmessungen der Kokille und des Gußstücks, der Drehzahl, der Größe des Pendelkugellagers usw. abhängig sind. Das führt zur Notwendigkeit, die Kokillen genau auszuwuchten, was kosten- und arbeitsaufwendig ist, und ihre Wanddicke zu verkleinern, um die Unwucht zu reduzieren. Bei dünnen Kokillenwänden ist eine Abkühlung derselben erforderlich, was die Maschine komplizierter macht und einen zusätzlichen Aufwand erfordert.
Die Verwendung der Dämpfereinrichtung erschwert die Selbstzentrierung der Kokille im Raum und erzeugt zusätzliche Störkräfte bei ihrem Zusammenstoß mit der Kokille.
Die starre Befestigung der Tragplatte an dem Rahmen erfordert größere Fundamentabmessungen, weil die Kräfte der statischen und der dynamischen Kokillenunwucht unmittelbar auf das Fundament übertragen werden. Bei einer derartigen Befestigung wird der unproduktive Zeitaufwand für das Einsetzen und die Entnahme der Kokille vergrößert und entsteht die Notwendigkeit, die gesamte Maschine zu demontieren.
Bei der genannten Maschine ist das Abtriebsglied des Antriebs zur Kokillendrehung auf der Kokille und das Antriebsglied auf dem Rahmen angeordnet, was den Einsatz von Kardanwellen erfordert, die aber infolge erheblicher Vibration, sowie großer Schiefstellwinkel, Geschwindigkeiten und Beanspruchungen eine geringe Lebensdauer haben.

Offenbarung der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vertikalschleudergul3maschi,ne zu schaffen, in der durch die konstruktive Ausführung der Einheit zur Kokillenbefestigung eine Selbstzentrierung der Kokille während ihrer Drehung unabhängig von ihrer Größe und Drehgeschwindigkeit ermöglicht wird, wodurch die Vibration der Maschine reduziert, ihre Lebensdauer verlängert, die Qualität der Gußstücke und die Leistungsfähigkeit erhöht wird.

Beschreibung der Lösung der technischen Aufgabe

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einer Vertikalschleudergußmaschine, die einen Rahmen, eine Kokille, eine Tragplatte mit einer Lagereinheit und einer Vorrichtung zur Befestigung der Kokille daran, einen Antrieb zur Kokillendrehung und eine unter der Kokille angeordnete Vergießeinrichtung enthält, erfindungsgemaß die Tragplatte mit der Lagereinheit, der Vorrichtung zur Befestigung der Kokille daran, der Kokille und mindestens einem Abtriebsglied des Antriebs zur Kokillendrehung mittels biegsamer elastischer Zugmittel am Rahmen aufgehängt ist.
Bei einer derartigen konstruktiven Ausführung hat die Kokille sechs Freiheitsgrade und die Möglichkeit der Selbstzentrierung bei der Drehung. Das gestattet, die Stabilität der Kokillendrehung zu erhöhen, die Vibration und den Schallpegel stark herabzusetzten und die Gußstücke bei einem hohen Gravitationsfaktor herzustellen wodurch die Qualität der Gußstücke erhöht wird. Da die Selbstzentrierung der Kokille auf der erfindurigsgemäßen Maschine sichergestellt ist, entfällt das Auswuchten der Kokille, und eine präzise Bearbeitung ihrer Außenfläche ist nicht mehr erforderlich.
Da der Arbeitsgang des Kokillenauswuchtens entfällt, kann man die Kokille dickwandig ausführen und folglich auf die Abkühlung verzichten. Im Ergebnis ist die Maschine von geringem Metall aufwand und braucht kein massives Fundament, weil die Kräfte der Kokillenunwucht bei fehlenden starren Abstützungen nicht in dieses-übertragen werden.
Zweckmäßigerweise werden die biegsamen elastischen Zugmittel längenmäßig regelbar ausgeführt, wodurch bei der Montage und beim Einrichten der Maschine die erforderliche Anfangslänge der Zugmittel und die horizontale Lage der Tragplatte gewährleistet wird. Die Länge der Zugmittel wird in Abhängigkeit von der Kokillenlänge eingestellt: je länger die Kokille ist, desto kleiner soll die Anfangslänge der Zugmittel sein, um eine stabile Drehung zu gewährleisten. Die horizontale Einstellung der Tragplatte erhöht die Stabilität der Kokillendrehung und die Gußstückqualität, sowie verringert die Wanddickendifferenz des hohlen Gußstücks.
Bei der erfindungsgemäßen Maschinen kann der Rahmen aus senkrechten Säulen und einem angetriebenen Wagen bestehen, auf dem die senkrechten Säulen angeordnet sind, an denen die biegsamen Zugmittel befestigt sind, wobei zwischen der Tragplatte und den senkrechten Säulen ein Zwischenraum gebildet ist.
Durch den Zwischenraum wird ein zuverlässiger Betrieb der Maschine bei ihrem Anlauf und Bremsen gewährleistet, d.h. die Zusammenstöße der Tragplatte und des Rahmens werden während des Durchganges durch den Resonanzbereich vermieden.
In der Vertikalschleudergußmaschine kann auf dem Rahmen ein Antrieb zur senkrechten Verlagerung der Tragplatte montiert werden, wobei der Antrieb zur Kokillendrehung an der Tragplatte angeordnet wird.
Dadurch wird erstens der Antrieb zur Kokillendrehung vereinfacht, weil die Ubertragungszwischenglieder zwischen dem Antriebsglied des Antriebs und dem Abtriebsglied entfallen und zweitens kann auf zusätzliche Lasthebeeinrichtungen zum Einsetzenund zur Entnahme der Kokille aus der Maschine verzichtet werden, weil in diesem Fall diese Funktion durch den Antrieb zur senkrechten Verlagerung der Tragplatte erfüllt wird. In der Tragplatte der Maschine kann eine Öffnung ausgebildet werden, in die die Vergießeinirichtung eingebaut wird. Dadurch wird die Zuführung des flüssigen Metalls in die Kokille erleichtert: das Metall wird von oben durch seine eigene Schwere eingegeben, wodurch die Konstruktion der Vergießeinrichtung vereinfacht wird.
Gemäß einer Aus führungs variante der Erfindung enthält die Vorrichtung zur Kokillenbefestigung Greifer, jeder von denen aus zwei gelenkig verbundenen Teilen besteht, einen Sicherungsring, der die unteren Teile der Greifer umfaßt und sich auf die in diesen ausgebildeten Bunde stützt, und ein Mittel zum Heben des Sicherungsringes, wobei die unteren Teile der Greifer derart ausgeführt sind, daß der Schwerpunkt jedes von ihnen von der Gelenkachse zur Kokillenachse hin versetzt ist. Das Vorhandensein der Greifer und diese konstruktive Ausführung derselben gestattet es, die Kokille in die Maschine schnell einzusetzen und zu entnehmen, wodurch die Leistungsfähigkeit erhöht wird.
Das Mittel zum Heben des Sicherungsringes kann an der Tragplatte angeordnet und mit dem Sicherungsring über ein Lager gelenkig verbunden werden. Dadurch wird die Zuverlässigkeit der Maschine erhöht, weil während der Drehung der Kokille die Greifer durch das Mittel zum Heben des Sicherungsringes ständig an diese angedrückt werden.
Die Vorrichtung zur Befestigung der Kokille an der Lagereinheit kann in Form einer Buchse ausgeführt werden, auf deren unterem Teil konische Nocken vorgesehen sind, und die Kokille ist mit konischen Gegennocken versehen, die mit den konischen Nocken der Buchse in Berührung stehen, wobei die Nocken an der Kokille und an der Buchse in einem größeren Abstand als die Nockenbreite voneinander liegen sollen. Durch eine derartige Ausführung der Vorrichtung wird ein schnelles und einfaches einsetzen der Kokille in die Maschine und ihre Entnahme ermöglicht.
Zweckmäßigerweise wird unter der Kokille und gleichachsig mit dieser eine zusätzliche Drehlagerung angeordnet, die mit der Kokille im Anfangsmoment ihrer Drehung zusammenwirkt. Dadurch wird erstens die Kokillenvibration im Anfangsmoment der Drehung reduziert, weil das freie Kokillenende in der zusätzlichen Lagerung gehalten wird, und zweitens die Leistung und die Abmessungen des Hauptantriebs herabgesetzt, wodurch der Wirkungsgrad der Maschine erhöht wird.
Es ist möglich, den Antrieb zur Kokillendrehung unter der Kokille und gleichachsig dieser anzuordnen und mit der Tragplatte mittels einer Stange zu verbinden, die eine variable Länge hat und um ihre senkrechte Achse drehbar montiert ist, wobei das Abtriebsglied des Antriebs im Kokillenboden ausgeführt wird. Dadurch werden die Abmessungen der Maschine beim Gießen von Gußstücken mit einem großen Durchmesser reduziert-, weil die Abmessungen des Antriebs in diesem Fall von den Abmessungen der -Vergießeinzichtung nicht abhängen.
Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung ist die Tragplatte in Form einer Büchse ausgebildet, in der die Kokille mit-einem Spalt untergebracht ist, und im Boden der Büchse sind die Lagereinheit mit der Vorrichtung zur Befestigung der Kokille daran und der Antrieb zur Kokillendrehung gleichachsig mit der Kokille montiert. Folglich wird der Maschinenantrieb durch die Zusammenlegung des Abtriebsglieds und der Vorrichtung zur Befestigung der Kokille an der Lagereinheit vereinfacht, die Erwärmung der Lagereinheit reduziert, weil die Vergießeinrichtung keinen Kontakt mit dieser hat, und die Abmessungen der Maschine durch Verkleinerung der erforderlichen Länge der Vergießeinrichtung herabgesetzt.
Die Ausführung der Tragplatte in Form einer Büchse mit der darin mit einem Spalt untergebrachten Kokille erhöht die Betriebssicherheit der Maschine, weil die Tragplatte gleichzeitig als Schutzgehäuse dient.
Zweckmäßigerweise werden auf der Tragplatte symmetrisch zur senkrechten Kokillenachse Schwingungsquellen angeordnet, die vertikale Schwingungen erzeugen, deren Frequenz mit der Eigenfrequenz der vertikalen Schwingungen der Tragplatte übereinstimmt. Das gestattet, vertikale Schwingungen der Tragplatte mit der Kokille im Augenblick ihres Durchganges durch den Bereich der Resonanzfrequenzen zu erzeugen und dadurch die Amplitude ihrer Resonanzwinkelschwingungen zu reduzieren.
Die Gleichheit der Frequenz der durch die Schwingungsquelle erzeugten vertikalen Schwingungen und der Eigenfrequenz der vertikalen Schwingungen der auf den biegsamen elastischen Zugmitteln aufgehän.gten Tragplatte gestattet es, die Leistung der Schwingungsquelle zu verringern.
Auf diese Weise wird in der erfindungsgemäßen Vertikalschleudergußmaschine eine Selbstzentrierung der Kokille unabhängig von ihrer Größe und Drehgeschwindigkeit gewährleistet, wodurch die Vibration reduziert und die Qualität der Gußstücke erhöht wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Nachstehend wird die Erfindung an Hand einer eingehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielenunter Bezug- n_ahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert; es zeigt

Fig. 1 die Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Vertikalschleudergußmasohine;
Fig. 2 desgl. wie in Fig. l, mit einer anderen Ausführungsvariante der Vorrichtung zur Befestigung der Kokille an der Lagereinheit;
Fig. 3 desgl. wie in Fig. 1, mit einer weiteren Ausführungsvariante der Vorrichtung zur Kokillenbefestigung;
Fig. 4 den Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3.
Fig. 5 desgl. wie in Fig. 1, mit einer anderen Ausführungsvariante des Antriebs zur Kokillendrehung;
Fig. 6 desgl. wie in Fig. 1, mit einer zusätzlichen angetriebenen Kokillenlagerung;
Fig. 7 desgl. wie in Fig. 1, mit einer Ausführungsvariante der Tragplatte;
Fig. 8 desgl. wie in Fig. 1, mit auf der Tragplatte angeordneten Schwingungsquellen.

Beste Ausführungsvarianten der Erfindung

Die Vertikal schleudergußmaschine enthält einen Rahmen 1 (Fig. 1), eine Tragplatte 2 mit einer Lagereinheit 3, eine Kokille 4, einen Antrieb 5 zur Kokillendrehung und eine Vergießeinrichtung 6 beliebiger bekannter Konstruktion, die zum Vergießen von Metall in die Kokille 4 dient.
Die Tragplatte 2 mit der Lagereinheit 3, der Kokille 4 und einem Abtriebsglied 7 des Antriebs 5 zur Kokillendrehung ist am Rahmen 1 mittels biegsamer elastischer Zugmittel 8, beispielsweise Trossen, Seile, Ketten, aufgehängt, die über Federn an der Tragplatte 2 befestigt und mit bekannten Reguliermitteln, beispielsweise mit Spannschlössern (Fig. 2) versehen sind, mit denen die Länge der Zugmittel 8 während der Montage und des Einrichtens der Maschine eingestellt wird.
Der Rahmen 1 wird über einem Senkkasten A fest montiert bzw. bewegbar, beispielsweise in Form eines angetriebenen Wagens 9 ausgeführt, auf dem senkrechte Säulen 10 befestigt sind. Zwischen den senkrechten Säulen 10 wird die Tragplatte 2 auf biegsamen elastischen Zugmitteln 8, wie in Fig. 1 bis 8 gezeigt, mit einem Zwischenraum 11 aufgehängt.
An der Tragplatte 2 sind die Lagereinheit 3 und das Abtriebsglied 7 des Antriebs 5 oberhalb der Kokille 4 und gleichachsig mit dieser angeordnet, wobei die Tragplatte 2 mit Anschlägen 12 versehen ist, gegen die sich der Innenring der Lagereinheit 3 stützt. Der Außenring der Lagereinheit 3 ist in ein Zahnrad eingepreßt, das als Abtriebsglied 7 des Antriebs dient. Die Tragplatte 2 weist eine Öffnung 13 auf, in der der Trichter der Vergießeinrichtung 6 eingebaut ist., Mit dem Abtriebsglied 7 steht ein Antriebsglied, d.h. ein Zahnrad 14 des Antriebs 5, beispielsweise eines Elektromotors, in ständigem Eingriff, der an der Tragplatte 2 montiert wird, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Der Antrieb 5 mit dem Antriebsglied kann auch auf dem Rahmen 1 angeordnet werden. In diesem Fall wird das Abtriebsglied mit dem Antriebsglied mittels bekannter Zwischenglieder, beispielsweise mittels einer Kardanwelle zur Übertragung der Drehbewegung verbunden, die in Fig. nicht gezeigt ist.
Die Lagereinheit 3 ist mit einer Vorrichtung B zur Befestigung der Kokille 4 daran versehen,die unterschiedlich ausgebildet sein kann. Gemäß der in Fig. 1 dargestellten Variante enthält die Vorrichtung B Greifer, die aus zwei durch ein Gelenk 15 miteinander verbundenen Teilen 16, 17 bestehen, einen Sicherungsring 18 und ein Mittel 19 zum Heben des Sicherungsringes 18. Die unteren Teile 17 der Greifer sind durch den Sicherungsring 18 umfaßt und die oberen Teile 16 an dem Abtriebaglied 7 starr befestigt. Die unteren Teile 17 der Greifer sind derart gekrümmt, d_aß der Schwerpunkt jedes von ihnen von der Achse des Gelenks 15 zur Achse der Kokille 4 hin versetzt ist, wodurch die Teile 17 von der Kokille 4 selbsttätig weggehen. Auf den unteren Teilen 17 der Greifer sind Anschläge 20, die in eine Ringnut 21 der Kokille 4 eingreifen, und Bunde 22 vorgesehen, auf die sich der Sicherungsring 18 stützt.
Das Mittel 19 zum Heben des Sicherungsringes 18 kann in Form von Hydraulikzylindern ausgeführt werden, die an dem angetriebenen Wagen 9 beiderseits der Kokille 4 befestigt sind. An Stangen 23 der Hydraulikzylinder sind Anschläge 24 befestigt die sich in der Ausgangsstellung unterhalb des Sicherungsringes 18 befinden, wie in Fig. 1 gezeigt ist.
Gemäß einer anderen Variante, die in Fig. 2 dargestellt ist, können die Hydraulikzylinder des Mittels 19 zum reben des Sicherungsringes 18 an der Tragplatte 2 montiert werden, wobei die Anschläge 24 an den Stangen 23 gelenkig befestigt und über ein Lager 25 und einen Zwischenring 26 mit dem Sicherungsring 18 verbunden sind. Das Lager 25 ist am Sicherungsring 18 befestigt, und der Zwischenring 26 steht mit seinem Außenring in Berührung.
Gemäß der in Fig. 3, 4 dargestellten Variante ist die Vorrichtung B zur Befestigung der Kokille 4 an der Lagereinheit 3 in Form einer Buchse 27 ausgeführt, in deren unterem Teil konische Nocken 28 vorgesehen sind, während die Kokille 4 konische Gegennocken 29_.hat, die mit den konischen Nocken 28 der Buchse 27 in Berührung stehen. Dabei liegen die Nocken 29 der Kokille 4 und die Nocken 28 der Buchse 27 in einem größeren Abstand L voneinander als die Breite 1 der Nocken 28, 29, wodurch man das Einsetzen der Kokille in die Maschine und deren Entnahme schneller ausführen kann.
Zum Heben und Senken der Kokille ist die auf den biegsamen Zugmitteln 8 aufgehängte Tragplatte 2 zusammen mit der Lagereinheit 3 und der Kokille 4, die daran angeordnet sind, in senkrechter Richtung bewegbar montiert. Das wird durch die Anordnung eines Antriebs 30 zur senkrechten Verlagerung der Tragplatte 2 (Fig. 1 bis 8) auf dem Rahmen 1 der Maschine erzielt, wobei zur Vereinfachung der Maschinenkonstruktion der Antrieb 5 zur Kokillendrehung an der Tragplatte 2 angeordnet werden soll.
Der Antrieb 30 kann verschieden ausgeführt werden, beispielsweise in Form von elektrischen Winden bekannter Konstruktion, die auf den senkrechten Säulen 10 montiert werden, wobei die elastischen Zugmittel 8 mit dem einen Ende an der Trommel der elektrischen Winden befestigt und auf diese aufgewickelt und mit dem anderen Ende an der Tragplatte 2 auf eine beliebige bekannte Weise befestigt sind.
In Fig. 3 ist eine AusführUngsvariante des Antriebs 30 zur senkrechten Verlagerung der Tragplatte 2 in Form von Druckluftzylindern dargestellt, wobei als deren Gehäuse die senkrechten Säulen 10 dienen.
Die Vertikalschleudergußmaschine funktioniert folgenderweise.
Vor dem Arbeitsbeginn wird die auf den Zugmitteln 8 aufgehängte Tragplatte 2 mittels bekannter Einrichtungen in die horizontale Lage gebracht.
Die Kokille 4 ist im Senkkasten A angeordnet. Der angetriebene Wagen 9 wird an den Senkkasten A herangeführt und derart eingestellt, daß die Kokille 4 unter der Öffnung 13 in der Tragplatte 2 steht. Die-Hydraulikzylinder 19 werden eingeschaltet; deren Stangen 23 bewegen sich nach oben und heben mit ihren Anschlägen 24 (bzw. mit dem Ring 26 gemäß Fig. 2) den Sicherungsring 18. Die unteren Teile 17 der Greifer drehen sich unter Einwirkung der Eigenschwere (weil ihre Schwerpunkte von den Gelenken 15 zur Achse der Kokille 4 hin versetzt sind) um die Gelenke 15 und gehen auseinander. Dann wird die auf den biegsamen elastischen Zugmitteln 8 aufgehängte Tragplatte 2 mit Hilfe der Antriebe 30 nach unten abgesenkt, bis die unteren Teile 17 der Greifer gegenüber der Ringnut 21 der Kokille 4 stehen. Danach wird der Sicherungsring 18 mittels der Hydraulikzylinder 19 auf die Bunde 22 abgesenkt, wobei die Teile 17 um die Gelenke 15 gedreht werden; ihre Anschläge 20 ragen in die Nut 21 der Kokille 4 ein und erfassen die Kokille 4. Gemäß Fig. 2 verlagern die Hydraulikzylinder 19 über den Zwischenring 26 und das Lager 25 den Sicherungsring 18, durch den die Teile 1? verlagert und die Anschläge 20 der Greifer in die Nut 21 der Kokille 4 eingeführt werden. In die Öffnung 13 der Tragplatte 2 wird der Trichter der Vergießeinrichtung 6 e.ingesetzt.
Mit Hilfe der Antriebe 30 wird die Länge der Zugmittel 8 verringert und die Tragplatte 2 zusammen mit der Kokille 2 gehoben. Dann wird der Antrieb 5 zur Drehung der Kokille 4 eingeschaltet, der über das Antriebsglied 14, das Abtriebsglied 7 und die Greifer die Kokille 4 in Drehung versetzt.
Bei einer Vergrößerung der Drehzahl des Antriebs 5 erfolgt die Selbstzentrierung der Kokille 4, und aus der Ver- gießein.richtung 6 wird das flüssige Metall in die Kokille 4 eingegeben.
Da die Tragplatte 2 zusammen mit der rotierenden Kokille 4 und dem darin eingegebenen Metall an den Biegsamen elastischen Zugmitteln 8 aufgehängt ist, erfolgt die räumliche Selbstzentrierung der Kokille 4. Das bedeutet, daß zu jedem Zeitpunkt während der Drehung die geometrische Achse der Kokille mit dem Metall danach strebt., mit der Trägheitsaohse zusammenzufallen, wodurch die Kokillenschwingungen verringert werden und als Folge die Qualität des aus dem Metall zu formenden Gußstücks erhöht und die Vibration der gesamten Maschine reduziert wird.
Nach dem Erstarren des Gußstücks wird der Antrieb 5 abgeschaltet und die Kokille 4 mit Hilfe des Antriebs 30 wieder auf den Boden des Senkkastens A abgesetzt. Durch die Hydraulikzylinder 19 wird der Sicherungsring 18 gehoben, die Teile 17 der Greifer gehen auseinander und geben die Kokille 4 frei. Danach wird die Tragplatte 2 zusammen mit den Greifern mit Hilfe des Antriebs 30 wieder gehoben, die Maschine wird zum anderen Senkkasten überführt und der Vorgang wiederholt sich.
Bei der Ausführung der Vorrichtung B zur Befestigung der Kokille an der Lagereinheit 3 gemäß Fig. 3, 4 erfolgt die Erfassung der Kokille folgendermaßen. Durch den Antrieb 5 wird die Buchse 27 derart gedreht, daß die Nocken 28 über den Spalten zwischen den Nocken 29 der Kokille 4 stehen. Danach wird die Tragplatte 2 durch den Antrieb 30 nach unten abgesenkt und dann wird die Buchse 27 durch den Antrieb 5 derart gedreht, daß die Nocken 28 unter die Nocken 29 kommen. Dann wird die Tragplatte 2 durch den Antrieb 30 hochgehoben und die Sitzflächen der Nocken 28 werden mit den Sitzflächen der Nocken 29 in Berührung gebracht.
Nach dem Absetzen der Kokille auf den Boden des Senkkastens werden die Nocken 28 und 29 in umgekehrter Reihenfolge losgekuppelt.
Der Antrieb 5 zur Kokillendrehung, beispielsweise ein Elektromotor gemäß Fig. 5, kann unterhalb der Kokille 4 und gleichachsig^Ydieser angeordnet und an der Tragplatte 2 mittels einer Stange 31 befestigt werden, die eine variable Länge hat, d.h. aus zwei teleskopischen Teilen 32a, 32b besteht, und um ihre senkrechte Achse drehbar ist. Am unteren Teil 32b der Stange ist ein Tragarm 33 vorgesehen, auf dem der Elektromotor (der Antrieb 5) befestigt ist. Das Antriebsglied 14 des Elektromotors 5 ragt in eine entsprechende Vertiefung 34 ein, die im Boden 35 der Kokille 4 eingearbeitet ist welcher in diesem Fall als das Abtriebsglied des Antriebs 5 wirkt.
Zur Verschiebung der Teile 32a, 32b der Stange 31 kann ein beliebiger bekannter Antrieb eingesetzt werden. Beispielsweise kann der obere Teil 32a der Stange als Körper eines Druckluft- bzw. eines Hydraulikzylinders ausgeführt werden, der an eine Druckluft- bzw. Hydraulikleitung angeschlossen ist, und als dessen Kolbenstange wirkt der untere Teil 32b der Stange 31. Die Drehung der Stange 31 um die senkrechte Achse kann durch einen beliebigen bekannten Antrieb 33, beispielsweise durch einen auf der Tragplatte 2 angeordneten Elektromotor erfolgen.
In einer derartigen Ausführungsvariante des Antriebs 5 funktioniert die Vertikalschleudergußmaschine ähnlich wie oben beschrieben, wobei nach dem Abtrennen der Kokille vom Boden des Senkkastens die Stange 31 mit dem Antrieb 5 durch den Antrieb 33 gedreht wird, bis das Antriebsglied 14 des Antriebs 5 gleichachsig mit der Kokille 4 unter ihrer Vertiefung 34 steht. Dann wird der Druckluft- bzw. Hydraulikzylinderteil 32a betätigt, die Stange 31 geht hoch und führt das Antriebsglied 14 in die Vertiefung 34 ein. Danach wird der Antrieb 5 eingeschaltet und die Kokille zur Drehung gebracht.
Nach der erfolgten Erstarrung des Gußstücks in der Kokille 4 werden der Antrieb 5 und die Kokille in umgekehrter Rei henfolge gelöst.
Zur Erhöhung des Wirkungsgrades und zu einer rationelleren Ausnutzung der Leistung des Antriebs 5 zur Kokillendrehung beim Gießen von Großerzeugnissen kann unterhalb der Kokille 4 (Fig. 6) eine zusätzliche angetriebene Schalenlagerung 36 angeordnet werden, die auf die Welle eines elektrischen Kleinmotors 37 aufgesetzt wird.
Der Elektromotor 37 ist auf einem Rahmen 38 aufgestellt, der auf dem Boden des Senkkastens A montiert ist.
Die Schalenlagerung 36 stützt sich auf Rollen 39, die auf dem Rahmen-38 vorgesehen sind, und wirkt mit einem Vorsprung 40 am Boden der Kokille 4 zusammen, wodurch die Vibration der Kokille im Anfangsmoment ihrer Drehung nachläßt und die erforderliche Leistung sowie die Abmessungen des Hauptantriebs 5 reduziert werden. Dabei können die Antriebe 5 und 37 je nachdem Schaltplan gleichzeitig oder nacheinander eingeschaltet werden.
In dieser Ausführungsvariante funktioniert die Maschine auf die obenbeschriebene Weise. Jedoch wird die Kokille 4 vor dem Beginn der Arbeit nicht auf den Boden des Senkkastens (wie in den Varianten gemäß Fig. 1 bis 5), sondern auf die Lagerung 36 aufgestellt.
In diesem Fall wird nach dem Erfassen der Kokille 4 der Elektromotor 37 gleichzeitig mit dem Hauptantrieb 5 oder früher als dieser eingeschaltet, und die Kokille 4 beginnt, mit immer zunehmender Drehzahl zu rotieren. Mit Hilfe des Antriebs 30 wird dann die Tragplatte 2 mit der Kokille 4 gehoben. Die letztere hebt sich über der Lagerung 36, und der Antrieb 37 wird auf eine beliebige bekannte Weise abgeschaltet.
Durch eine derartige Ausführung der Maschine wird die Vibration der Kokille 4 im Anfangsmoment ihrer Drehung verringert, weil ihr freies Ende in der Lagerung 36 gehalten wird, sowie die Leistung des Hauptantriebs 5 zur Kokillendrehung reduziert, wodurch letztendlich der Wirkungsgrad der Maschine erhöht wird.
Die in Fig. 7 dargestellte Vertikalschleudergußmasohine dient zur Herstellung von Gußstücken mit großem Durchmesser und kleiner Höhe. Bei dieser Variante ist die Tragplatte 2 in Form einer Büchse 41 ausgebildet, in der die Kokille 4.mit einem Spalt 42 untergebracht ist. Die Büchse 41 besitzt einen Deckel 43 mit einem Fenster, das als Öffnung 13 dient, in die der Trichter der Vergießeinrichtung 6 eingesetzt wird. In den Boden 44 der Büchse 41 sind die Lagereinheit 3, die als Kegelschale ausgeführte Vorrichtung B zur Befestigung der Kokille 4 auf der Einheit 3 und der in einer Vertiefung 45 des Bodens 44 untergebrachte Antrieb 5 zur Kokillendrehung gleichachsig mit der Kokille 4 eingebaut.
Diese Schleudergußmaschine funktioniert ähnlich wie die obenbeschriebenen Maschinen, jedoch mit dem Unterschied, daß das Einsetzen der Kokille in die Tragplatte 2(Büchse 41) und deren Entnahme beim geöffneten Deckel 43 mittels einer beliebigen bekannten Lasthebeeinrichtung durchgeführt wird. Dabei wird die Kokille 4 mit ihrem Bodenvorsprung 46 in der Vorrichtung B zentriert.
In der in Fig. 8 dargestellten Vertikalschleudergußmaschine sind zur Verringerung der Amplitude der Resonanzwinkelschwingungen der Tragplatte 2, der Kokille 4 und des Antriebs 5 zur Kokillendrehung, die an den biegsamen elastischen Zugmitteln 8 aufgehängt sind, beispielsweise zwei Schwingungsquellen 47 vorgesehen, die sich in entgegengesetzte Richtungen drehen.
Die Schwingungsquellen 47 sind auf der Tragplatte 2 symmetrisch zur Senkrechtachse 0-0 der Kokille 4 angeordnet und haben eine beliebige bekannte Konstruktion. Dabei werden solche Schwingungsquellen 47 eingesetzt, die vertikale Schwingungen erzeugen, deren Frequenz mit der Eigenfrequenz der vertikalen Schwingungen der Tragplatte 2 übereinstimmt, die durch die Steifigkeit der elastischen Zugmittel 8, die Masse der Tragplatte 2 und der Kokille 4 mittels einer üblichen ingenieur-technischen Berechnung bestimmt werden.
Die Schwingungsquellen 47 sind auf der Tragplatte 2 auf einer Unterlage 48 montiert, die auf Dämpfern 49 aufliegt.
Die während des Anlaufs und der Bremsung der Kokille entstehenden Resonanzwinkelschwiagungen der Kokille 4 werden durch die vertikalen Schwingungen der Tragplatte 2 und der Kokille unterdrückt, die beim Betrieb der Schwingungsquellen 47 entstehen. Dadurch, daß die Eigenfrequenz der vertikalen Schwingungen der Tragplatte 2 und die Frequenz der durch die Schwingungsquellen 47 erzeugten Schwingungen übereinstimmen, kann die Leistung der Schwingungsquellen reduziert werden.

Gewerbliche Anwendbarkeit

Die Vertikalschleudergußmaschine dient zur Herstellung von großformatigen Werkstücken, darunter auch solchen mit mehrschichtigem Aufbau. Da in der-Maschine beim Rotieren der Kokille unabhängig von deren Abmessungen und Geschwindigkeit deren Selbstzentrierung erzielt wird, wird eine hohe Qualität der Gußstücke erreicht. Dies erlaubt die Anwendung in verschiedenen Industriezweigen.

Claims

1. Vertikalschleudergußmaschine, die einen Rahmen (1), eine Kokille (4), eine Tragplatte (2) mit einer Lagereinheit (3) und einer Vorrichtung (B) zur Befestigung der Kokille daran, einen Antrieb (5) zur Kokillendrehung und eine unter der Kokille angeordnete Vergießeinrichtung (6) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragplatte (2) mit der Lagereinheit (3), der Vorrichtung (B) zur Befestigung der Kokille daran, der Kokille (4) und mindestens einem Abtriebsglied (7) des Antriebs (5) zur Kokillendrehung mittels biegsamer elastischer Zugmittel (8) am Rahmen (1) aufgehängt ist.

2. Vertikalschleudergußmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die biegsamen elastischen Zugmittel (8) längenmäßig regelbar ausgeführt sind.

3. Vertikalschleudergußmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (1) aus senkrechten Säulen (10) und einem angetriebenen Wagen (9) besteht, auf dem die senkrechten Säulen (10) angeordnet sind, an denen die biegsamen Zugmittel (8)'befestigt sind, die die Tragplatte (2) halten, wobei zwischen der Tragplatte (2) und den senkrechten Säulen (10) ein Zwischenraum (11) gebildet ist.

4. Vertikalschleudergußmaschine nach Anspruch 1 bzw. 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem auf dem Rahmen (1) angeordneten Antrieb (30) zur senkrechten Verlagerung der Tragplatte (2) versehen ist, wobei der Antrieb (5) zur Kokillendrehung an der Tragplatte (2) montiert ist.

5. Vertikalschleudergußmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Tragplatte (2) eine Öffnung (13), ausgebildet ist, in der die Vergießeinrichtung (6) eingebaut ist.

6. Vertikalschleudergußmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (B) zur Kokillenbefestigung Greifer, jeder von denen aus zwei gelenkig verbundenen Teilen (16, 17) besteht, einen Sicherungsring (18),der die unteren Teile (17) der Greifer umfaßt und sich auf in diesen ausgebildete Bunde (22) stützt, und ein Mittel (19) zum Heben des Sicherungsringes (18) enthält, wobei die unteren Teile (17) der Greifer derart ausgeführt sind, daß der Schwerpunkt jedes von ihnen von der entsprechenden Achse des Gelenks (15) zur Achse der Kokille (4) hin versetzt ist.

7. Vertikalschleudergußmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (19) zum Heben des Sicherungsringes (18) an der Tragplatte (2) angeordnet und mit dem Sicherungsring (18) über ein Lager (25) gelenkig verbunden ist.

8. Vertikalschleudergußmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (B) zur Befestigung der Kokille an der Lagereinheit (3) in Form einer Buchse (27) ausgeführt ist, auf deren unterem Teil konische Nocken (28) vorgesehen sind, und die Kokille (4) mit konischen Gegennocken (29) versehen ist, die mit den konischen Nocken (29) der Buchse (27) in Berührung stehen, wobei die Nocken (28,29) an der Kokille (4) und an der Buchse (27) in einem größeren Abstand als die Nockenbreite voneinander liegen.

9. Vertikalschleudergußmaschine nach Anspruch 1 bzw. 4, dadurch gekennzeichnet, daß unter der Kokille (4) und gleichachsig mit dieser eine zusätzliche angetriebene Lagerung (36) angeordnet ist, die mit der Kokille (4) im Anfangsmoment ihrer Drehung zusammenwirkt.

10. Vertikalschleudergußmaschine nach Anspruch 1 bzw. 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (5) zur Kokillendrehung unter der Kokille (4) und gleichachsig mit dieser angeordnet und an der Tragplatte (2) mittels einer Stange (3) befestigt ist, die eine variable Länge hat und um ihre senkrechte Achse drehbar montiert ist, wobei das Abtriebsglied des Antriebs (5) im Kokillenboden(35) ausgeführt ist.

11. Vertikalschleudergulimaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragplatte (2) in Form einer Büchse (41) ausgebildet ist, in der die Kokille (4) mit einem Spalt (42) untergebracht ist, und im Boden der Büchse (41) die Lagereinheit (3), die Vorrichtung (B) zur Kokillenbefastigung und der Antrieb (5) zur Kokillendrehung gleichachsig mit der Kokille (4) montiert sind.

12.Vertikalschleudergußmaschine nacn Anspruch 1 bzw. 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Tragplatte (2) symmetrisch zur senkrechten Achse der Kokille (4) Schwingungsquellen (47) angeordnet sind, die vertikale Schwingungen erzeugen, deren Frequenz mit der Eigenfrequenz der vertikalen Schwingungen der Tragplatte (2) übereinstimmt.