EP0996517B1 - Verfahren und vorrichtung zur bewegungssteuerung einer giesspfanne mit geringer giesshöhe in einer giessanlage - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur bewegungssteuerung einer giesspfanne mit geringer giesshöhe in einer giessanlage Download PDF

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EP0996517B1
EP0996517B1 EP98923971A EP98923971A EP0996517B1 EP 0996517 B1 EP0996517 B1 EP 0996517B1 EP 98923971 A EP98923971 A EP 98923971A EP 98923971 A EP98923971 A EP 98923971A EP 0996517 B1 EP0996517 B1 EP 0996517B1
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casting
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ladle
teeming ladle
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Fritz Lauper
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Hubo Engineering GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/04—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like tiltable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D39/00—Equipment for supplying molten metal in rations

Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling the movement of a ladle according to the preamble of claim 1 and a casting machine for implementation of the method according to the preamble of claim 4.
  • a casting method is known from EP-PS 592 365, in which the casting ladle after the first casting process while maintaining a certain safety distance the pan body opposite the molding box with the help of a fixed tilting axis, can be moved further towards the center of the mold.
  • the fixed tilting axis with the linear actuator is attached to the front of the pouring spout and since the tilt bearing required on the tilt axis is also at a safety distance must be located above the molding box or the weighting iron, this leads to a design also to a high pouring height.
  • a high pouring height has major disadvantages: because more kinetic energy has to be destroyed, a deeper pouring funnel becomes necessary, so that the top box is not optimally used.
  • US-A-4112998 describes a method for controlling the movement of a ladle described a muzzle pivot, at which the ladle during the Casting is pivoted about an axis of rotation W. Before pouring the pan is in lowered in the vertical direction to the pouring height.
  • the object of the invention is to avoid all of the disadvantages mentioned
  • This The problem is now solved by the method and the casting machine, which are the characteristic ones Features of claims 1 and 4.
  • Advantageous embodiments of the subject matter of the invention are in the dependent claims 2, 3 and 5 to 9 listed.
  • the casting machine 1 is on wheels 2 of a longitudinal carriage 3 on rails 4 Can be moved horizontally in the Y direction parallel to a casting mold path indicated by 5.
  • the longitudinal carriage 3 carries a transverse carriage 6 which is transverse to that by means of rail guides 7 is displaceable in the X direction by means of a friction motor 8.
  • On the cross carriage 6 is the tower-shaped structure 9 of the casting machine and its control cabin 10 with the electronic Control device 11 is mounted with the interposition of pressure cells 12.
  • a holding device 13 for the ladle 14 in the vertical direction Z arranged to be raised and lowered.
  • the holding device 13 is suspended from chains 15 which via chain wheels 17 driven by a lifting motor 16.
  • a tilting shaft 18 rotatable about an axis A, which is supported by a Tilt motor 19 is driven.
  • the tilting shaft 18 pivots a protruding suspension plate 20, in which the ladle 14 is attached so that it can be suspended.
  • the longitudinal carriage 3 is filled with the molten metal Move pouring ladle 14 in the Y direction until the pouring spout 21 is level the pouring funnel 22 which is loaded with a weighting iron 23 and to be cast Casting mold 24 faces, which causes the electronic control device 11 becomes.
  • the electronic control device 11 is previously in accordance with the dimensions of the molds to be cast has been programmed. According to this program to be called up the friction motor 8, the lifting motor 16 and the tilt motor 19 are now controlled in such a way that the theoretical snout pivot point D with the radius R of the snout stone 25 moves on the curve K1 from top to bottom, while maintaining a safety distance always corresponds to the lowest possible pouring height.
  • the transmitted through the tilting shaft 18 via the suspension plate 20 to the ladle 14 Move the point of application K of the tilting moment on the curve K2 accordingly from bottom to top, what happens through the appropriate control of the motors mentioned.
  • the casting process of the control device 11 automatically as a function of the cast melt weight turned off and resumed in the following mold.
  • the electronic control device programmed to raise and lower the pouring spout during the short pause for watering, which is carried out at high speed becomes. Until curves K1 and K2 are run through and the ladle is emptied several molds can be filled in general. With the empty ladle the casting machine has to drive to a loading and unloading station, where the empty ladle is replaced by a full one. After that, the pouring process can be carried out to be resumed.
  • two casting machines can be arranged side by side, so that at empty ladle of the first casting machine, the second one continues the casting process immediately, while the first replaces the empty ladle with a full one.
  • this method is that the loading and unloading station in both directions of the rails 4 can be achieved.
  • the ladle 14 lies at the bottom with a rounded projection 31 on a projecting part 32 of the suspension plate 20.
  • the casting machine can be made smaller the accessibility between the ladle and the mold is improved, it only a vertical drive in the Z direction and a tilt drive around the axis A are necessary for the pan change is made possible by a rotary drive, which accelerates it considerably pans of different sizes can be used.
  • the snout 21 of the casting ladle 14 has an exchangeable snout stone 25 equipped.
  • the stone can be kept smaller and cheaper at It can be replaced quickly and easily and it becomes refractory material saved.
  • the exact insertion of the muzzle stone is shown in the Snout attached bracket causes so that the radius R of the muzzle stone during casting moved exactly around the theoretical snout pivot point D, with which one Spray beam migration is avoided during the entire tipping process.
  • a specially shaped slag stone 33 is used.

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bewegungssteuerung einer Giesspfanne gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Giessmaschine zur Durchführung des Verfahrens gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 4.
Bestehende automatische Giessanlagen zum wiederholten geregelten Einfüllen flüssiger Metalle aus einer kippbaren Pfanne in nacheinander zugeführte Formen funktionieren folgendermassen: die Schmelze läuft während des Giessens über einen Schnauzenstein mit dem Radius R aus der Pfanne, wobei die Kippachse der Pfanne mindestens annähernd durch den Mittelpunkt dieses Radius', den sogenannten theoretischen Schnauzendrehpunkt, verläuft, derart, dass unabhängig vom Kippwinkel der Pfanne annähernd gleiche geometrische und damit strömungstechnische Verhältnisse erreicht werden. Das Kippen erfolgt über einen geregelten Antrieb, der über mechanische Verbindungsglieder an der Pfanne angreift.
Mit derartigen Anlagen erreicht man einen einwandfreien Ablauf des Giessvorgangs beim Angiessen, während des Giessens und bei der Beendigung desselben. Hingegen weisen solche Anlagen den Nachteil auf, dass zum Giessen mit einer relativ geringen Giesshöhe, der Giesstrichter in der Nähe des Randes des Formkastens liegen muss. Bei weiter innen liegenden Giesstrichtern und bei der Einhaltung eines notwendigen bestimmten Sicherheitsabstandes des Pfannenkörpers gegenüber dem Formkasten erhöht sich, durch die Segmentform der Giesspfanne bedingt, die Giesshöhe.
Da weit innen im Formkasten liegende Giesstrichter ungenügend erreicht werden können, muss der Trichter an den Rand gezogen werden, was bei bestenden Modellen zu kostspieligen Aenderungen führt. Bei Formkästen mit Beschwereisen müssen oft die Beschwereisen abgeändert werden, was wiederum zusätzliche Kosten bewirkt. Weil aber nicht immer an den Modellen oder Beschwereisen Aenderungen vorgenommen werden können, kann wegen der hohen Giesshöhe nur mit einer verlängerten Giessschnauze gegossen werden. Eine solche Giessschnauze eignet sich aber nicht zum automatischen Giessen und beim manuellen Giessen ist sie nur schwierig zu handhaben.
Aus der EP-PS 592 365 ist zwar ein Giessverfahren bekannt geworden, bei dem die Giesspfanne nach dem ersten Giessvorgang unter Einhaltung eines bestimmten Sicherheitsabstandes des Pfannenkörpers gegenüber dem Formkasten mit Hilfte einer ortsfesten Kippachse, weiter gegen die Mitte der Giessform verschoben werden kann. Bei diesem Verfahren ist die ortsfeste Kippachse mit dem Hubantrieb vorne an der Giessschnauze angebracht und da das an der Kippachse benötigte Kipplager sich ebenfalls mit einem Sicherheitsabstand über dem Formkasten oder dem Beschwereisen befinden muss, führt dies konstruktiv ebenfalls zu einer hohen Giesshöhe. Eine hohe Giesshöhe bedingt aber wesentliche Nachteile: da mehr kinetische Energie vernichtet werden muss, wird ein tieferer Giesstrichter notwendig, so dass der Oberkasten nicht optimal ausgenützt wird. Weiter wird mehr Kreislaufmaterial benötigt, es gibt mehr Spritzeisen, ein unruhigeres Giessen mit mehr Turbulenzen im Trichter, es sind mehr Sandabspühlungen und mehr Sand- und Gaseinschlüsse im Gussstück zu erwarten. Bei Formkästen mit Beschwereisen wird die Giesshöhe noch erhöht, da ja das Kipplager über dem Beschwereisen liegen muss.
In der US-A-4112998 ist ein Verfahren zur Bewegungssteuerung einer Giesspfanne um einen Schnauzendrehpunkt beschrieben, bei welchem die Giesspfanne während des Giessens um eine Drehachse W verschwenkt wird. Vor dem Giessen wird die Pfanne in senkrechter Richtung auf die Giesshöhe abgesenkt.
Aus der DE-A-3532763 ist ein weiteres Verfahren bekannt geworden, bei welchem während des Giessens die Giesspfanne um eine Drehachse verschwenkt und auf die Giessform zugestellt wird. Diese Bewegungen dienen zur Lagekontrolle und Steuerung des Giessstrahls.
Die Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, alle erwähnten Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren und eine Giessmaschine zur Bewegungssteuerung einer Giesspfanne zu schaffen, mit welchen immer mit niedriger Giesshöhe gegossen werden kann, auch wenn die Giesstrichter an jeder beliebigen Stelle im Formkasten angeordnet sind und bei welchen der theoretische Schnauzendrehpunkt beständig in die tieftst mögliche Lage geführt wird. Diese Aufgabe wird nun durch das Verfahren und die Giessmaschine gelöst, welche die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 und 4 aufweisen. Vorteilhafte Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind in den abhängigen Patentansprüchen 2, 3 und 5 bis 9 aufgeführt.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
  • Fig. 1 eine Seitenansicht der Giessmaschine,
  • Fig. 2 eine Draufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte Giessmaschine,
  • Fig. 3 eine Ansicht auf die Giesspfanne in der Giessstellung und
  • Fig. 4 skizzenhaft ein Detail der Giesspfannenaufhängung.
    • Gemäss Fig. 1 ist die Giessmaschine 1 auf Rädern 2 eines Längswagens 3 auf Schienen 4 parallel zu einer mit 5 angedeuteten Giessformenbahn horizontal in Y-Richtung verfahrbar. Der Längswagen 3 trägt einen Querwagen 6, der mittels Schienenführungen 7 quer zu jenem mittels eines Reibmotors 8 in X-Richtung verschiebbar ist. Auf dem Querwagen 6 ist der turmförmige Aufbau 9 der Giessmaschine und ihre Steuerkabine 10 mit der elektronischen Steuereinrichtung 11 unter Zwischenanordnung von Druckmessdosen 12 gelagert. Im Aufbau 9 ist eine Halteeinrichtung 13 für die Giesspfanne 14 in vertikaler Richtung Z heb- und senkbar angeordnet. Die Halteeinrichtung 13 ist an Ketten 15 aufgehängt, die über von einem Hubmotor 16 angetriebene Kettenräder 17 verschoben wird. In der Halteeinrichtung 13 ist eine um eine Achse A drehbare Kippwelle 18 gelagert, die von einem Kippmotor 19 angetrieben wird. Die Kippwelle 18 verschwenkt eine vorstehende Aufhängeplatte 20, in welcher die Giesspfanne 14 einhängbar befestigt ist.
    Beim Betrieb der Giessmaschine wird der Längswagen 3 mit der mit Metallschmelze gefüllten Giesspfanne 14 so weit in Y-Richtung verfahren, bis die Giessschnauze 21 auf der Höhe des Giesstrichters 22 der mit einem Beschwereisen 23 belasteten und zu giessenden Giessform 24 gegenübersteht, was durch die elektronische Steuereinrichtung 11 bewirkt wird. Die elektronische Steuereinrichtung 11 ist vorgängig entsprechend den Dimensionen der zu giessenden Giessformen programmiert worden. Nach diesem abzurufenden Programm werden nun der Reibmotor 8, der Hubmotor 16 und der Kippmotor 19 derart gesteuert, dass der theoretische Schnauzendrehpunkt D mit dem Radius R des Schnauzensteins 25 sich auf der Kurve K1 von oben nach unten bewegt, was unter Wahrung eines Sicherheitsabstandes immer der niedrigst möglichen Giesshöhe entspricht. Dazu muss sich der durch die Kippwelle 18 über die Aufhängeplatte 20 auf die Giesspfanne 14 übertragene Angriffspunkt K des Kippmoments auf der Kurve K2 entsprechend von unten nach oben bewegen, was durch die entsprechende Steuerung der erwähnten Motoren geschieht.
    Durch die als Wiegezellen arbeitenden Druckmessdosen 12 kann der Giessvorgang von der Steuereinrichtung 11 in Abhängigkeit vom vergossenen Schmelzegewicht automatisch abgestellt und bei der folgenden Giessform wieder aufgenommen werden. Dabei wird die elektronische Steuereinrichtung so programmiert, dass das Heben und Senken der Giessschnauze während der möglichst kurz zu haltenden Giesspause im Schnellgang vorgenommen wird. Bis die Kurven K1 und K2 durchlaufen werden und die Giesspfanne somit geleert ist, können im allgemeinen mehrere Giessformen gefüllt werden. Mit der leeren Giesspfanne muss die Giessmaschine zu einer Lade- und Entladestation fahren, wo die leere Giesspfanne durch eine volle ersetzt wird. Darauf kann nach dem Zurückfahren der Giessvorgang wieder aufgenommen werden. Um einen solchen zeitlichen Giessunterbruch zu vermeiden, können zwei Giessmaschinen nebeneinander angeordnet werden, so dass bei leerer Giesspfanne der ersten Giessmaschine die zweite den Giessvorgang sofort fortsetzt, während die erste die leere Giesspfanne durch eine volle ersetzt. Die einzige Bedingung dieses Verfahrens ist, dass in beiden Richtungen der Schienen 4 die Lade- und Entladestation erreicht werden kann.
    Mit der vorstehenden Aufhängeplatte 20 ist es erstmals möglich, die Giesspfanne nur an einer ihrer Seitenflächen zu befestigen und zu kippen. Dies wird mit vorstehenden Kupplungsteilen 26 und 27 oben an der Giesspfanne erreicht, wobei der Teil 26 mit einer teilkreisförmigen Ausnehmung 28 in einen Achsstummel 29 und der Teil 27 in eine Öffnung 30 der Halteplatte 20 eingreift, wodurch die Giesspfanne an der Halteplatte aufgehängt wird. Zur seitlichen Stabilisierung liegt die Giesspfanne 14 unten mit einem abgerundeten Vorsprung 31 auf einem vorstehenden Teil 32 der Aufhängeplatte 20 auf. Mit dieser Giesspfannenaufhängung resultieren zahlreiche Vorteile: so kann die Giessmaschine kleiner ausgebildet werden, die Zugänglichkeit zwischen Giesspfanne und Giessform wird verbessert, es ist nur ein Vertikalantrieb in Z-Richtung und ein Kippantrieb um die Achse A notwendig, für den Pfannenwechsel wird ein Drehantrieb ermöglicht, wodurch dieser stark beschleunigt wird und es können Pfannen verschiedener Grösse eingesetzt werden.
    Die Schnauze 21 der Giesspfanne 14 ist mit einem auswechselbaren Schnauzenstein 25 ausgerüstet. Auf diese Weise kann der Stein kleiner und billiger gehalten werden, beim Pfannenwechsel kann er schnell und einfach ausgetauscht werden und es wird Feuerfestmaterial gespart. Das genaue Einsetzen des Schnauzensteins wird durch eine in der Schnauze angebrachte Halterung bewirkt, so dass sich der Radius R des Schnauzensteins beim Giessen genau um den theoretischen Schnauzendrehpunkt D bewegt, womit eine Giessstrahlwanderung während des ganzen Kippvorgangs vermieden wird.
    Zum Zurückhalten der Schlacke, zum Brechen der Wellen und zum Vernichten der in der Pfanne durch das Kippen entstehenden kinetischen Energie, ist in der Nähe der Schnauze 21 ein speziell geformter Schlackenstein 33 eingesetzt.
    Mit der beschriebenen Giessmaschine kann praktisch jedes beliebige Gussstück unabhängig von der dazugehörenden Formkastenhöhe gegossen werden, da bei einem Modellwechsel die elektronische Steuereinrichtung entsprechend neu programmiert wird, so dass die Kurven K1 und K2 auf das neue Modell abgestimmt werden.

    Claims (9)

    1. Verfahren zur Bewegungssteuerung einer Giesspfanne um einen theoretischen Schnauzendrehpunkt mit mindestens einer parallel zu einer Giessformenbahn in Y-Richtung verfahrbaren Giessmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Giesspfanne während des ganzen Giessvorgangs horizontal in X-Richtung senkrecht zur Giessformenbahn und vertikal zur Y-X-Ebene in Z-Richtung bewegt und um eine Drehachse A verschwenkt wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektronische Steuereinrichtung der Giessmaschine mit den Bewegungen in X- und Z-Richtung und der Verschwenkung um die Drehachse A programmiert wird und zur Steuerung der die Bewegungen und die Verschwenkung bewirkenden Mittel beim Giessen abgerufen wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Giessmaschinen nebeneinander angeordnet werden, wobei die zweite Giessmaschine den Giessprozess fortsetzt, wenn die Giesspfanne der ersten Giessmaschine geleert ist.
    4. Giessmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem auf Schienen verfahrbaren Längswagen, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem quer zum Längswagen (3) verschiebbaren Querwagen (6) ein turmförmiger Aufbau (9) angeordnet ist, in welchem eine vertikal bewegbare Halteeinrichtung (13) mit einer Aufhängeplatte (20) für die Giesspfanne (14) vorgesehen ist, welche Aufhängeplatte (20) mit einer in der Haltevorrichtung (13) drehbar gelagerten Kippwelle (18) verbunden ist.
    5. Giessmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Querwagen (3) mit einer in einer Steuerkabine (10) angeordneten elektronischen Steuereinrichtung (11) versehen ist, welche Steuereinrichtung mit einem Reibmotor (8) zum Verschieben des Querwagens (6) auf Schienenführungen (7), mit einem Hubmotor (16) zum Heben und Senken der Halteeinrichtung (13) mittels Ketten (15) und mit einem Kippmotor (19) zum Antrieb der Kippwelle (18) steuerbar verbunden ist.
    6. Giessmaschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Giesspfanne (14) mit zwei an einer ihrer Seiten vorstehenden Kupplungsteilen (26 und 27) in entsprechenden Gegenstücken (29 und 30) der Aufhängeplatte (20) einhängbar ist.
    7. Giessmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der turmförmige Aufbau (9) und die Steuerkabine (10) unter Zwischenschaltung von Druckmessdosen(12) auf dem Querwagen (6) gelagert sind.
    8. Giessmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Giesspfanne (14) mit einem auswechselbaren Schnauzenstein (25) ausgerüstet ist.
    9. Giessmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Giesspfanne (14) in der Nähe der Schnauze (21) mit einem Schlackenstein (33) versehen ist.
    EP98923971A 1997-06-27 1998-06-17 Verfahren und vorrichtung zur bewegungssteuerung einer giesspfanne mit geringer giesshöhe in einer giessanlage Expired - Lifetime EP0996517B1 (de)

    Applications Claiming Priority (3)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    CH155497 1997-06-27
    CH155497 1997-06-27
    PCT/CH1998/000261 WO1999000205A1 (de) 1997-06-27 1998-06-17 Verfahren und vorrichtung zur bewegungssteuerung einer giesspfanne mit geringer giesshöhe in einer giessanlage

    Publications (2)

    Publication Number Publication Date
    EP0996517A1 EP0996517A1 (de) 2000-05-03
    EP0996517B1 true EP0996517B1 (de) 2001-04-18

    Family

    ID=4213137

    Family Applications (1)

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    EP98923971A Expired - Lifetime EP0996517B1 (de) 1997-06-27 1998-06-17 Verfahren und vorrichtung zur bewegungssteuerung einer giesspfanne mit geringer giesshöhe in einer giessanlage

    Country Status (14)

    Country Link
    US (1) US6619371B1 (de)
    EP (1) EP0996517B1 (de)
    JP (1) JP3329834B2 (de)
    KR (1) KR100369645B1 (de)
    CN (1) CN1080154C (de)
    AT (1) ATE200639T1 (de)
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