Niederdruck-Kokillen-Giesseinrichtung

Abstract

 Die Niederdruck-Kokillen-Giesseinrichtung weist ein die Drehachse (20) festlegendes Gestell (10) auf. An den beiden am Gestell (10) gelagerten Drehtischen (16, 18) ist je ein Manipulator (46) angeordnet. Jedem der Drehtische (16, 18) ist ein eigener Drehantrieb (30, 32) zugeordnet, wodurch die Manipulatoren (46) unabhängig voneinander um die Drehachse (20) zu den Arbeitsstationen (70) gedreht werden können.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Niederdruck-Kokillen-Giesseinrichtung gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Eine Giesseinrichtung dieser Art ist in der EP-A-0 398 168 offenbart. Sie weist ein portalförmiges Gestell auf, an dem ein Drehtisch frei drehbar gelagert ist. An ihm ist ein zweiarmiger Ausleger befestigt, an dessen freien Enden je ein Manipulator zum Handhaben von Kokillen angeordnet ist. Entlang der gemeinsamen Bewegungsbahn der beiden Manipulatoren um die vom Drehtisch bestimmte Drehachse sind in Drehrichtung des Drehtisches gesehen aufeinanderfolgend eine Kern-Einlegestation, eine Giessstation mit einem Schmelzofen, eine Entnahmestation sowie eine Schlichtstation angeordnet. Die Kern-Einlegestation und die Entnahmestation liegen einander diametral gegenüber, desgleichen die Giessstation und die Schlichtstation. Ein über ein Indexiergetriebe mit dem Drehtisch zusammenwirkender Antrieb bewegt während eines Arbeitszyklus die diametral gegenüberliegenden Manipulatoren der Reihe nach zu jeder der genannten Arbeitsstationen, wobei die Arbeitszyklen der beiden Manipulatoren identisch, aber um einen halben Zyklus gegeneinander verschoben sind.

[0003] Das Einlegen der Kerne und der Giessvorgang sind bezüglich der Entnahme der Gussstücke und dem Eintauchen der Kokillen in ein Schlichtbad langdauernde Operationen. Der sich jeweils bei der Entnahmestation oder der Schlichtstation befindende Manipulator kann erst zur nächsten Arbeitsstation weitergedreht werden, wenn die Kerneinlegeoperation bzw. der Giessvorgang beendet ist. Dies führt zu erheblichen Zykluszeiten.

[0004] Bei der bekannten Giesseinrichtung ist der Entnahmestation eine Servicestation zum Strahlreinigen der Kokillenteile zugeordnet. Muss nun nach einer bestimmten Anzahl Arbeitszyklen eine Kokille gereinigt werden, bleibt der andere Manipulator während der Reinigungszeit bei der Kern-Einlegestation stehen. Während dieser Zeit erfolgt somit keine Produktion.

[0005] Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemässe Niederdruck-Kokillen-Giesseinrichtung zu schaffen, die eine erhöhte Produktion ermöglicht.

[0006] Diese Aufgabe wird mit einer gattungsgemässen Niederdruck-Kokillen-Giesseinrichtung gelöst, die die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufweist.

[0007] Die Niederdruck-Kokillen-Giesseinrichtung nach der Erfindung ermöglicht kurze Zykluszeiten, da längerdauernde Operationen an zwei Arbeitsstationen gleichzeitig ausgeführt werden können.

[0008] Bei einer besonders bevorzugten Ausbildungsform der erfindungsgemässen Giesseinrichtung gemäss Anspruch 2 kann die Produktion mit einem der Manipulatoren fortgeführt werden, während sich der andere Manipulator bei der Servicestation befindet.

[0009] Weitere besonders bevorzugte Ausbildungsformen des Erfindungsgegenstandes sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

[0010] Die Erfindung wird nun anhand eines in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen rein schematisch:

Fig. 1

eine Niederdruck-Kokitlen-Giesseinrichtung in Ansicht gemäss dem Pfeil I der Fig. 2, wobei übersichtshalber die Servicestation nicht gezeigt ist;

Fig. 2

in Draufsicht die in der Fig. 1 gezeigte Giesseinrichtung;

Fig. 3

im Axialschnitt ein Teil der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Giesseinrichtung;

Fig. 4

ein Teil der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Giesseinrichtung mit einem der Manipulatoren in Giessstellung über dem Giessofen;

Fig. 5

einen Teil der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Giesseinrichtung mit einem der Manipulatoren in der Entnahmestation;

Fig. 6

einen Teil der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Giesseinrichtung mit einem der Manipulatoren in der Schlichtstation;

Fig. 7

einen Teil der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Giesseinrichtung mit einem der Manipulatoren in der Kern-Einlegestation; und

Fig. 8

einen Teil der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Giesseinrichtung mit einem der Manipulatoren in der Servicestation.

[0011] Die in den Figuren gezeigte Niederdruck-Kokillen-Giesseinrichtung weist ein portalartiges Gestell 10 mit am Giessereiboden abgestützten vier vertikalen Säulen 11 auf, die obenends mittels Längs- und Querträgern 12, 12' miteinander verbunden sind. An den Längsträgern 12 ist eine horizontale Tragplatte 14 befestigt, auf welcher zwei Drehtische 16, 18 angeordnet sind. Die gemeinsame, in vertikaler Richtung verlaufende Drehachse der beiden übereinander angeordneten Drehtische 16, 18 ist mit 20 bezeichnet.

[0012] Koaxial zur Drehachse 20 sitzt auf der Tragplatte 14 mit seiner Stirnseite ein erstes Axial-Kugellager 22, auf dem andererseits der ringartige untere Drehtisch 16 angeordnet ist - vergleiche insbesondere Fig. 3. Auf diesem sitzt ebenfalls koaxial zur Drehachse 20 ein gleich ausgebildetes zweites Axial-Kugellager 24, auf dem der obere Drehtisch 18 angeordnet ist. Der mit dem unteren Drehtisch 16 fest verbundene radial aussenliegende Ring 22' des ersten Axial-Kugellagers sowie der mit dem oberen Drehtisch 18 fest verbundene radial aussenliegende Ring 24' des zweiten Axial-Kugellagers 24 sind mit einer umlaufenden Stirnverzahnung 26 versehen, mit welcher ein Ritzel 28 eines zugeordneten Drehantriebs 30 bzw. 32 kämmt. Jeder der Drehantriebe 30, 32 weist einen von einer Steuereinrichtung 34 angesteuerten, am Gestell 10 befestigten Elektromotor mit einem Indexiergetriebe auf, auf dessen Abgangswelle das jeweilige Ritzel 28 sitzt.

[0013] Die Tragplatte 14 weist einen kreisförmigen Durchlass 36 auf, der von einem zur Drehachse 20 koaxialen Tragrohr 38' eines ersten Tragelements 38 mit Spiel durchgriffen ist. Dieses Tragrohr 38' ist obenends am unteren Drehtisch 16 bei dessen radial innenliegendem Rand befestigt. Innerhalb dieses Tragrohres 38' ist koaxial, ebenfalls mit Spiel, ein weiteres Tragrohr 40' eines weiteren Tragelements 40 angeordnet. Dieses ist mit seiner obenliegenden Stirnseite am oberen Drehtisch 18 befestigt. Die beiden Tragrohre 38', 40' enden in einer Horizontalebene unterhalb der Längsträger 12 und weisen je eine in Richtung gegen oben zurückversetzte Ausnehmung auf. An der Stirnseite der dadurch gebildeten vorstehenden Rohrsegmente 38'' bzw. 40'' ist je ein in radialer Richtung gegen aussen abstehender, zwei parallele Tragprofile aufweisender Ausleger 44 befestigt. Im radialen Endbereich jedes dieser beiden Ausleger 44 ist ein Manipulator 46 gleichen Aufbaus angeordnet, siehe insbesondere Fig. 1. Die Ausnehmungen sind derart ausgebildet, dass die beiden Manipulatoren 46 um die Drehachse 20 relativ zueinander von ca. 80° bis ca. 280° drehen können.

[0014] Wie weiter der Fig. 3 entnehmbar ist, sitzt auf dem oberen Drehtisch 18 eine Drehdurchführung 48 für die Verbindung der von der Steuereinrichtung 34 herkommenden Steuer- und Speiseleitungen mit den Manipulatoren 46. Für die Verbindung zwischen dem drehtellerfesten Teil der Drehdurchführung 48 mit dem am inneren Tragrohr 40' angeordneten Manipulator 66 können starre Leitungen verwendet werden, wogegen zur Verbindung mit dem anderen Manipulator flexible Leitungen vorzusehen sind, die die gegenseitige unterschiedliche Drehlage aufnehmen können.

[0015] Im gleichen Abstand zur Drehachse 20 ist an jedem der Ausleger 44 ein in vertikaler Richtung verlaufendes Tragprofil 50 des Manipulators 46 in vertikaler Richtung heb- und senkbar angeordnet. Am unteren Ende des Tragprofils 50 ist ein Schienenprofil 52 um eine bezüglich der Drehachse 20 in tangentialer Richtung verlaufende Achse 54 drehbar gelagert. Das Schienenprofil 52 ist mittels eines entsprechenden Antriebs um die Achse 54 von einer in horizontaler Richtung verlaufenden, in eine in vertikaler Richtung verlaufende Lage und wieder zurück verschwenkbar. Am Schienenprofil 52 ist einerseits ein auslegerartiges Tragorgan 56 fest angeordnet und andererseits ein Schlitten 58 auf das Tragorgan 56 zu und von diesem weg verschiebbar gelagert. Am Tragorgan 56 und Schlitten 58 sind um zur Achse 54 parallele Schwenkachsen 60 Träger 62 verschwenkbar gelagert, die an ihren freien Enden je ein Kokillenteil 64, 64' einer Kokille 66 tragen. In Arbeitsstellung sind die Träger 62 mit ihren freien Enden aufeinander zu fluchtend ausgerichtet und verlaufen parallel zum Schienenprofil 52. In Schliessstellung liegen dabei die Kokillenteile 64, 64' stirnseitig aneinander an, wie dies in der Fig. 1 beim links gezeigten Manipulator 46 der Fall ist. Beim rechts gezeigten Manipulator befinden sich die Kokillenteile 64, 64' in voneinander beabstandeter Offenstellung; diese wurde durch Bewegen des Schlittens 58 vom Tragprofil 50 weg erreicht.

[0016] Der Abstand der Achsen 54 von der Drehachse 20 ist gleich gross und in der Fig. 1 mit R bezeichnet. Die Manipulatoren 46 können somit entlang eines Drehkreises 68 - siehe Fig. 2 - um die Drehachse 20 zu Arbeitsstationen 70 bewegt werden. Es versteht sich von selbst, dass diese Arbeitsstationen 70 entlang dem Drehkreis 68 in Umfangsrichtung hintereinander angeordnet sind.

[0017] In der Fig. 1 ist rechts eine Kern-Einlegestation 72 und links eine Giessstation 74 dargestellt. Wie dies aus der Fig. 2 hervorgeht, sind diese beiden Stationen 72, 74 in einem Winkel von etwa 160° bezüglich der Drehachse 20 zueinander angeordnet. Die Giessstation 74 weist einen Schmelzofen 76 bekannter Bauart mit einem in einen oberhalb des Schmelzofens 76 angeordneten Giessmund 78 mündenden Steigrohr 80 auf.

[0018] In Drehrichtung D gesehen, folgt der Giessstation 74 eine Entnahmestation 82 mit einem Wegförderer 84 für die aus der Kokille 66 ausgestossenen Gussstücke und dann eine Schlichtstation 86 mit einem Schlichtbad 88. Die Entnahmestation 82 ist zur Giessstation 74 und die Schlichtstation 86 zur Kern-Einlegestation 72 in einem Winkel von ca. 80° angeordnet.

[0019] Zwischen der Kern-Einlegestation 72 und der Giessstation 74 ist auf der der Entnahme- und Schlichtstation 82, 86 abgewandten Seite eine Servicestation 90 mittig angeordnet. Diese weist eine, auf rechtwinklig zu einer Radialen 90' verlaufenden Schienen 92 verfahrbare Strahleinrichtung 94 zum Strahlreinigen der Kokillenteile 64, 64' auf. In der Fig. 2 befindet sich die Strahleinrichtung 94 in Arbeitsstellung. Wird sie aus dieser in Richtung des Pfeiles A in eine Ruhestellung verschoben, wird für einen allfälligen Wechsel der Kokillen Zugang geschaffen. Der Kokillenwechsel kann entweder von Hand oder mittels einer nicht gezeigten Kokillenwechseleinrichtung erfolgen.

[0020] Bezüglich Aufbau und Funktionsweise der Manipulatoren 46 und der Arbeitsstationen wird auch auf EP-A-0 398 168 verwiesen.

[0021] Da, wie im Zusammenhang mit der Fig. 3 weiter oben beschrieben, die beiden Manipulatoren 46 relativ zueinander zwischen etwa 80 und 280° um die Drehachse 20 gedreht werden können, können sie sich in benachbarten Arbeitsstationen 70 gleichzeitig befinden, mit Ausnahme der Entnahmestation 82 und Schlichtstation 86.

[0022] Die Funktionsweise der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Niederdruck-Kokillen-Giesseinrichtung wird nun anhand der Fig. 4 bis 8 näher erläutert. In der Fig. 4 befindet sich einer der Manipulatoren 64 in Giessstellung, wo die in Schliessstellung verbrachten Kokillenteile 64, 64', wie auch in der Fig. 3 links gezeigt, auf den Giessmund 78 abgesenkt sind. Das Schienenprofil 52 befindet sich dabei in radialer Lage. Durch Erhöhen des Drucks im Gasvolumen im Innern des Schmelzofens 76 oberhalb der Schmelze, wird diese durch das Steigrohr 80 und den Giessmund 78 hindurch in die Kokille 66 gefördert. Nach Abschluss des Giessvorgangs wird die Kokille 66 durch Anheben des Tragprofils 50 vom Giessmund 78 abgehoben und durch Antreiben des zugeordneten Drehtisches 16 bzw. 18 zur Entnahmestation 82 verbracht. Dort werden, wie dies Fig. 5 zeigt, die beiden Kokillenteile 64, 64' durch Verschieben des Schlittens 58 in Offenstellung voneinander getrennt. Durch Aktivieren von Ausstosselementen 96 werden die Gussstücke aus dem betreffenden Kokillenteil 64, 64' ausgestossen, welche auf den Wegförderer 84, beispielsweise ein Förderband, fallen.

[0023] Nun wird der Manipulator 46 über das Schlichtbad 88 gedreht und abgesenkt. Dabei werden bei sich in Offenstellung befindlichem Schlitten 58 die Träger 62 um die Schenkachsen 60 um 90° in eine Lage verschwenkt, in welcher sie vom Schienenprofil 52 rechtwinklig weg zeigen, wodurch die Kokillenteile 64, 64' unter Vermeidung von Luftpolsterbildung an den Ausnehmungen der Kokillenteile 64, 64' in das Schlichtbad 88 eintauchen, wie dies Fig. 6 zeigt. Nach kurzem Eintauchen wird der Manipulator 46 wieder angehoben und werden die Träger 62 in die miteinander fluchtende Arbeitsstellung zurückverschwenkt.

[0024] Durch erneutes Drehen des Manipulators 46 um die Drehachse 20 gelangt er zur Kern-Einlegestation 72. Um ein sauberes und einfaches Einlegen der Kerne zu ermöglichen, wird das Schienenprofil 52 um die Achse 54 in eine vertikale Lage verschwenkt, wobei das früher innenliegende Ende des Schienenprofils 52 nun nach unten zu liegen kommt. Die nun horizontalen Kokillenteile 64, 64' kommen dadurch in radialer Richtung gesehen ausserhalb des Schienenprofils 52 zu liegen und sind frei zugänglich. Sobald der Kern durch eine Bedienungsperson oder einen Kern-Einlegeautomaten in das untenliegende Kokillenteil 64 eingelegt ist, wird durch Verschieben des Schlittens 58 auf das Tragorgan 56 zu, die Kokille 66 geschlossen. Durch entgegengesetztes Drehen des Schienenprofils 52 um die Achse 54 und Drehen des Manipulators 64 zur Giessstation 74 ist ein Arbeitszyklus beendet.

[0025] Da die beiden Manipulatoren 46 unabhängig voneinander um die Drehachse 20 bewegbar sind, können sich diese gleichzeitig bei der Kern-Einlegestation und bei der Giessstation 74 befinden. Die Vorgänge in diesen beiden Arbeitsstationen 70 benötigen wesentlich längere Zeit als das Ausstossen der Gussstücke in der Entnahmestation 82 und das Eintauchen der Kokillenteile 64, 64' in das Schlichtbad 88. Befindet sich der eine Manipulator in der Kern-Einlegestation 72, kann sich der andere Manipulator 46 nach Beenden des Giessvorgangs von der Giessstation 74 zur Entnahmestation 82 und dann zur Schlichtetation 86 bewegen. Dieser Manipulator 46 kann dann in die Kern-Einlegestation 72 gedreht werden, wenn der andere Manipulator 46 die Kern-Einlegestation 72 in Richtung zur Giessstation 74 verlassen hat.

[0026] Jeweils nach einer bestimmten Anzahl Arbeitszyklen sind die Kokillenteile 64, 64' durch Bestrahlen, beispielsweise mit Messingschrot, zu reinigen. Zu diesem Zweck wird der betreffende Manipulator 46 in die Servicestation 90 gedreht. Während die Kokillenteile 64, 64' mittels der Strahleinrichtung 94 behandelt werden, geht die Produktion mittels des anderen Manipulators 46 durch Drehen in und entgegen der Drehrichtung D weiter. Nach dem Einlegen eines Kerns in die Kokille 66 wird dieser Manipulator 46 von der Kern-Einlegestation 72 entgegen der Drehrichtung D zur Giessstation 74 bewegt und auf den Giessmund 78 abgesenkt. Nach Beendigung des Giessvorgangs wird der Manipulator 46 in Drehrichtung D zur Entnahmestation 82 gedreht, wo das Giessstück aus der Kokille 66 ausgestossen und dem Wegförderer 84 zugeführt wird. Dann wird der Manipulator 46 zur Schlichtstation 86 verbracht und nach dem kurzen Eintauchen der Kokillenteile 64, 64' in das Schlichtbad 88 in die Kern-Einlegestation 72 weiterbewegt. Die Kokille 66 ist nun für einen weiteren Arbeitszyklus bereit.

[0027] Auch bei einem Wechsel der Kokillenteile 64, 64' wird der betreffende Manipulator 46 in die Servicestation 90 gedreht, wobei während der Demontage der alten Kokillenteile 64, 64' und Montage der neuen Kokillenteile mit dem anderen Manipulator 46 die Produktion von Gussstücken aufrechterhalten werden kann.

[0028] Die in der Zeichnung skizzierte Ausbildungsform der Niederdruck-Kokillen-Giesseinrichtung weist eine äusserst gedrängte Bauweise auf. Das dabei nicht ermöglichte gleichzeitige Plazieren der beiden Manipulatoren 46 in der Entnahmestation 82 und der Schlichtstation 86 führt aber zu keiner oder zu einer nur unerheblichen Verlängerung eines Arbeitszyklus, da in diesen beiden Arbeitsstationen 70 die benötigte Zeitdauer viel kürzer ist als in der Kern-Einlegestation 72 und Giessstation 74.

[0029] Über die Indexiertriebe der beiden Drehantriebe 30 und 32 kennt die Steuereinrichtung 34 die Position der beiden Manipulatoren 46. Dadurch ist eine zeitoptimale Steuerung der Arbeitsabläufe bei Verhinderung des Zusammenstosses der beiden Manipulatoren 46 bzw. deren Aufhängungen gewährleistet.

[0030] Selbstverständlich ist es auch denkbar, die Arbeitsstationen 70 entlang dem Drehkreis 68 gleichmässig zu verteilen und/oder Tragelemente 38, 40 der Manipulatoren 46 derart auszubilden, dass immer die beiden Manipulatoren 46 in benachbarten Arbeitsstationen 70 angeordnet sein können.

[0031] Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass das Gestell 10 eine vom Giessereiboden abstehende Tragachse aufweist, an der die beiden Manipulatoren 46 drehbar angeordnet sind. Diese Ausbildungsform benötigt aber mehr Platz als bei portalartiger Ausbildung des Gestells 10.

[0032] Das von den übrigen Arbeitsstationen 70 getrennte Vorsehen einer Servicestation 90, bringt wie weiter oben beschrieben, den Vorteil, dass auch währenddem sich einer der Manipulatoren 46 in der Servicestation 90 befindet, mit dem anderen Manipulator 46 weiter produziert werden kann. Wird auf diesen Vorteil verzichtet, kann selbstverständlich die Servicestation 90 beispielsweise der Entnahmestation 82 zugeordnet werden.

Ansprüche

1. Niederdruck-Kokillen-Giesseinrichtung mit einem eine gemeinsame Drehachse (20) für zwei, in gleichem Abstand (R) zur Drehachse (20) angeordnete Manipulatoren (46) zum Handhaben von Kokillen (66) festlegenden Gestell (10) und einer Antriebsvorrichtung zum Bewegen der Manipulatoren (46) um die gemeinsame Drehachse (20) zu entlang der Bewegungsbahn (68) der Manipulatoren (46) um die Drehachse (20) angeordneten Arbeitsstationen (70), dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Manipulatoren (46) voneinander unabhängig um die Drehachse (20) drehbar gelagert sind und jedem Manipulator (46) ein eigener Drehantrieb (30,32) zugeordnet ist.

2. Giesseinrichtung nach Anspruch 1 mit einer Kerneinlegestation (72), einer einen Schmelzofen (76) aufweisenden Giessstation (74), einer Entnahmestation (82) und einer Schlichtstation (86), die entlang der Bewegungsbahn (68) angeordnet sind, und mit einer Servicestation (90) zum Strahlreinigen oder Auswechseln der Kokillen (66), dadurch gekennzeichnet, dass die Servicestation (90) zwischen der Kerneinlegestation (72) und der Giessstation (74), auf der der Entnahmestation (82) und Schlichtstation (86) abgewandten Seite, angeordnet ist.

3. Giesseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehbereich der Manipulatoren (46) relativ zueinander wenigstens so gross ist, dass der eine Manipulator (46) zwischen der Kerneinlegestation (72) und der Giessstation (74) hin und her bewegbar ist, während der andere Manipulator (46) sich in der Servicestation (90) befindet.

4. Giesseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestell (10) portalförmig ausgebildet ist und zwei übereinander angeordnete, frei drehbar gelagerte und mit dem zugeordneten Drehantrieb (30,32) verbundene Drehtische (16,18) trägt, an denen je einer der Manipulatoren (46) angeordnet ist.

5. Giesseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der untere der beiden Drehtische (16) ringförmig ausgebildet und von einem an oberen Drehtisch (18) befestigten Tragelement (40) frei drehbar durchgriffen ist, am unteren Drehtisch (16) ein weiteres Tragelement (38) angeordnet ist, und an jedem Tragelement (38,40) einer der Manipulatoren (46) angeordnet ist.

6. Giesseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragelemente (38,40) koaxial angeordnete, am zugeordneten Drehtisch (16,18) befestigte Rohre (38',40') aufweisen, von denen, vorzugsweise stirnseitig und wenigstens annähernd in radialer Richtung Ausleger (44) abstehen, in deren freiem Endbereich der jeweilige Manipulator (46) angeordnet ist.

7. Giesseinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der untere der Drehtische (16) am Gestell (10) und der oberer der Drehtische (18) am unteren Drehtisch (16) gelagert ist.

Zeichnung