Gebiet der Technik
[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Gußproduktion und betrifft insbesondere
Vertikalschleudergußmaschinen zur Herstellung von Großteilen.
[0002] 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
[0003] In den derzeitigen Vertikalschleudergußmaschinen ist die Kokille an Rollen abgestützt,
wodurch ihre räumliche Lage während der Drehbewegung begrenzt wird.
[0004] 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.
[0005] Darüber hinaus erfordern die Maschinen üblicher Ausführung massive Fundamente, weil
die Kraft der Kokillenunwucht unmittelbar auf das Fundament übertragen wird.
[0006] 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.
[0007] 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.
[0008] Die Verwendung der Dämpfereinrichtung erschwert die Selbstzentrierung der Kokille
im Raum und erzeugt zusätzliche Störkräfte bei ihrem Zusammenstoß mit der Kokille.
[0009] 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.
[0010] 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
[0011] 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
[0012] 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.
[0013] 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.
[0014] 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.
[0015] 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.
[0016] 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.
[0017] 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.
[0018] 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.
[0019] 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.
[0020] 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.
[0021] 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.
[0022] 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.
[0023] 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.
[0024] 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.
[0025] 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.
[0026] 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.
[0027] 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.
[0028] 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.
[0029] 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
[0030] 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
[0031] 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.
[0032] 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.
[0033] 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.
[0034] 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.
[0035] 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.
[0036] 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.
[0037] 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.
[0038] 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.
[0039] 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.
[0040] 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.
[0041] 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.
[0042] Die Vertikalschleudergußmaschine funktioniert folgenderweise.
[0043] Vor dem Arbeitsbeginn wird die auf den Zugmitteln 8 aufgehängte Tragplatte 2 mittels
bekannter Einrichtungen in die horizontale Lage gebracht.
[0044] 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.
[0045] 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.
[0046] 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.
[0047] 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.
[0048] 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.
[0049] 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.
[0050] Nach dem Absetzen der Kokille auf den Boden des Senkkastens werden die Nocken 28
und 29 in umgekehrter Reihenfolge losgekuppelt.
[0051] 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.
[0052] 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.
[0053] 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.
[0054] Nach der erfolgten Erstarrung des Gußstücks in der Kokille 4 werden der Antrieb 5
und die Kokille in umgekehrter Rei henfolge gelöst.
[0055] 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.
[0056] Der Elektromotor 37 ist auf einem Rahmen 38 aufgestellt, der auf dem Boden des Senkkastens
A montiert ist.
[0057] 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.
[0058] 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.
[0059] 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.
[0060] 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.
[0061] 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.
[0062] 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.
[0063] 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.
[0064] 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.
[0065] Die Schwingungsquellen 47 sind auf der Tragplatte 2 auf einer Unterlage 48 montiert,
die auf Dämpfern 49 aufliegt.
[0066] 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
[0067] 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.
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.