Gegenstand der Erfindung
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Diese Erfindung betrifft eine Kühlstrecke zum Kühlen
von mit flüssigem Metall gefüllten Gießformen zur
Verwendung in einem automatischen Gießereibetrieb, der Gußstücke
herstellt.
Beschreibung des Standes des Technik
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Wenn Produkte, beispielsweise Gußstücke, welche zum
Abkühlen eine lange Zeit benötigen, hergestellt werden, wird
bevorzugt eine Mehrzahl von Kühlstrecken angeordnet, um die
Schmelzrate und die Halterate von geschmolzenem Metall in
Gießformen aufrecht zu erhalten und um die notwendige
Kühlstreckenfläche zu minimieren. Das japanische Patent B
(KOKOKU) 52-9576 offenbart eine Vorrichtung mit einer
Mehrzahl von Kühlstrecken. Bei der Vorrichtung werden
Gießformen, welche entlang einer Gießstrecke gefördert werden, auf
eine Gießform-Einführstrecke bewegt, welche quer zur
Gießstrecke angeordnet ist. Die Gießformen, welche in der
Gießstrecke mit geschmolzenem Metall gefüllt werden, und welche
entlang der Gießform-Einführstrecke bewegt werden, werden
dann auf eine Mehrzahl von Kühlstrecken übertragen, welche
quer zur Gießform-Einführstrecke und parallel zur
Gießstrecke angeordnet sind. Die Gießformen werden
aufeinanderfolgend in eine Richtung entgegengesetzt zu ihrem Verlauf
in der Gießstrecke auf jede Kühlstrecke übertragen und zu
einer Gießform-Abführstrecke übertragen, welche quer zu den
Endabschnitten der Kühlstrecken angeordnet ist. Die
Gießformen werden dann von der Gießform-Abführstrecke
abgegeben, um dem nächsten Bearbeitungsschritt unterworfen zu
werden.
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In den Kühlstrecken der Vorrichtung sind sowohl am
Startabschnitt als auch am Endabschnitt einer jeden
Kühlstrecke ein Schieber und ein Stoßdämpfer angeordnet, wobei
der Schieber jede mit geschmolzenem Metall gefüllte
Gießform anschiebt, wohingegen der Stoßdämpfer die
Massenträgheitskraft einer jeden Gießform aufnimmt. Somit verwendet
die Vorrichtung eine Vielzahl von Schiebern und
Stoßdämpfern und ist daher kompliziert.
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Die Erfindung wurde unter Berücksichtigung dieses
Nachteils gemacht. Zweck der Erfindung ist es, den Aufbau einer
Kühlstrecke für mit geschmolzenem Metall gefüllte
Gießformen zur Verwendung in einem automatischen Gießereibetrieb,
der Gußstücke herstellt, zu vereinfachen.
Zusammenfassung der Erfindung
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Zur Erfindung des obigen Zwecks verwendet diese
Erfindung eine erste und eine zweite
Gießform-Übertragungsvorrichtung an der Gießform-Einführstrecke bzw. der Gießform-
Abführstrecke. Ein elektrischer Vorspannzylinder ist an
jeder Gießform-Einführstrecke und -ausführstrecke angeordnet.
Dieser elektrische Vorspannzylinder wirkt als Schieber zum
Anschieben einer Gießform und als Stoßdämpfer, wenn er eine
Gießform empfängt. Die Vorrichtung der vorliegenden
Erfindung beinhaltet eine Mehrzahl von Kühlstrecken, welche
zwischen einer Gießstrecke und einer zur Gießstrecke im
wesentlichen parallelen Gießform-Entfernungsstrecke
angeordnet sind und welche im wesentlichen parallel zur
Gießstrecke verlaufen, eine Gießform-Einführstrecke, welche
einen Endabschnitt der Gießstrecke mit den Startabschnitten
der Kühlstrecken verbindet und eine Gießform-Abführstrecke,
welche Endabschnitte der Kühlstrecken mit einem
Startabschnitt der Gießform-Entfernungsstrecke verbindet. Die
Vorrichtung beinhaltet weiterhin eine erste und zweite
Übertragungsvorrichtung, welche entlang den
Gießform-Einführstrecken bzw. -Abführstrecken verlaufen.
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Die erste Übertragungsvorrichtung beinhaltet einen
ersten Übertragungsförderer, eine Schiene, welche an dem
ersten Übertragungsförderer angeordnet und mit dem
Endabschnitt der Gießstrecke und den Startabschnitten der
Kühlstrecken verbindbar ist und entlang der ein Gießformen
tragender Förderer läuft und einen ersten nach innen weisenden
elektrischen Vorspannzylinder, der hinterhalb der Schiene
angeordnet ist. Die zweite Übertragungsvorrichtung
beinhaltet einen zweiten Übertragungsförderer, eine Schiene,
welche auf dem zweiten Übertragungsförderer angeordnet ist und
mit den Endabschnitten der Kühlstrecken und dem
Startabschnitt der Gießform-Entfernungsstrecke verbindbar ist und
entlang der ein Gießformen tragender Förderer läuft und
einen zweiten nach innen weisenden elektrischen
Vorspannzylinder, der hinterhalb der Schiene der zweiten
Übertragungsvorrichtung angeordnet ist.
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Die mit geschmolzenem Metall gefüllten Gießformen
werden von den ersten und zweiten Übertragungsvorrichtungen
von der Gießstrecke durch die Kühlstrecken zu der Gießform-
Entfernungsstrecke gefördert. Die vorliegende Erfindung
benötigt keine Schieber und Stoßdämpfer für alle
Kühlstrecken. Somit werden die Kühlstrecken vereinfacht.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Fig. 1 ist eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der
Vorrichtung gemäß der Erfindung in einem automatischen
Gießereibetrieb.
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Fig. 2 ist eine Querschnittsdarstellung entlang Pfeil
A-A in Fig. 1.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird nun im Detail erläutert.
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In Fig. 1 ist eine Gießstrecke X gezeigt. Sie ist an
einem stromaufwärtigen Ende hiervon mit einer (nicht
gezeigten) Gießstation verbunden. Eine Gruppe von Förderern
2, welche Gießformen tragen, sind hintereinander auf einer
Schiene (nicht gezeigt) der Gießstrecke über ihre Räder 30
(vergleiche Fig. 2) gelagert. Die Gießformen tragenden
Förderer 2 werden aufeinanderfolgend nacheinander durch einen
Schieber (einen nicht gezeigten Hydraulikzylinder) in die
Richtung des Pfeiles a geschoben und in einer Gießstation
(nicht gezeigt), welche mittig der Gießstrecke angeordnet
ist, mit geschmolzenem Metall gefüllt.
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In Fig. 1 bezeichnet Z eine Mehrzahl von Kühlstrecken,
die parallel zur Gießstrecke X angeordnet sind. Auf den
Strecken sind Gruppen der Förderer 2, welche die mit
geschmolzenem Metall gefüllten Gießformen tragen, entlang
einer Schiene 3 wie in Fig. 2 angeordnet. Die Förderer 2
verbleiben auf den Kühlstrecken für eine bestimmte Zeitdauer,
um die mit dem geschmolzenen Metall gefüllte Gießform
abkühlen zu lassen. Die Anzahl von Strecken Z wird unter
Berücksichtigung der Kühlzeiten der Gießformen bestimmt. In
der Ausführungsform werden vier Strecken Z&sub1;-Z&sub4; verwendet,
wie in Fig. 1 gezeigt.
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Y bezeichnet eine Gießform-Einführstrecke, welche den
Endabschnitt (stromabwärtiges Ende) der Gießstrecke X mit
den Startabschnitten (stromaufwärtigen Enden) der
Kühlstrecken Z&sub1;-Z&sub4; verbindet. Auf der Gießform-Einführstrecke Y
ist eine erste Übertragungsvorrichtung 4 so angeordnet, daß
sie auf einer Schiene 5 entlang der Gießform-Einführstrecke
Y läuft, um die Gießformen tragenden Förderer 2 auf der
Strecke Y jeder der Kühlstrecken Z&sub1;-Z&sub4; zu übertragen.
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V bezeichnet eine Gießform-Entfernungsstrecke, die
parallel zu der Gießstrecke X angeordnet ist, so daß die
Kühlstrecken Z&sub1;-Z&sub4; zwischen der Gießstrecke X und der Gießform-
Entfernungsstrecke V angeordnet sind. Eine Gruppe von
Gießformen tragenden Förderern 2, welche die abgekühlten
Gießformen tragen, sind in einer Reihe auf einer Schiene (nicht
gezeigt) entlang der Gießform-Entfernungsstrecke V
angeordnet. Die Förderer 2 werden aufeinanderfolgend entlang der
Strecke V in Richtung eines Pfeiles c bewegt und der Sand
in den Gießformen wird von den Gußprodukten in einer
Gießform-Entfernungsstation entfernt.
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U bezeichnet eine Gießform-Abführstrecke, welche die
Endabschnitte (stromabwärtigen Enden) der Kühlstrecken Z&sub1;-
Z&sub4; mit dem Startabschnitt (stromaufwärtigen Ende) der
Gießform-Entfernungsstrecke V verbindet. Eine zweite
Übertragungsvorrichtung 6 ist so angeordnet, daß sie auf einer
Schiene 7 entlang der Gießform-Abführstrecke U läuft, so
daß sie die Gießformen tragenden Förderer 2 auf jeder der
Kühlstrecken Z&sub1;-Z&sub4; auf die Gießform-Entfernungsstrecke V
überträgt.
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Die erste Übertragungsvorrichtung 4 wird nun im Detail
beschrieben. Die Vorrichtung 4 beinhaltet einen
Übertragungsförderer 9, der entlang der Schiene 5 mittels Rädern 8
läuft. Ein Ritzel 12, ein Servomotor 10 und ein
Untersetzungsgetriebe 11 sind an einer Seite des
Übertragungsförderers 9 befestigt. Das Ritzel 12 wird von dem Servomotor 10
und dem Untersetzungsgetriebe 11 angetrieben, um in einer
horizontalen Ebene zu drehen. Das Ritzel 12 steht in
Eingriff mit einer Zahnstange 13, welche sich entlang der
Schiene 5 erstreckt. Wenn der Servomotor angetrieben wird,
bewegt sich der Übertragungsförderer 9 auf der Schiene 5
hin und her. Der Übertragungsförderer 9 kann an den beiden
Endabschnitten der Gießstrecke X und am Startabschnitt
einer jeden der Kühlstrecken Z&sub1;-Z&sub4; anhalten.
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Eine Schiene 14 ist an der linken Seite (Innenseite)
des Übertragungsförderers 9 angeordnet. Die Schiene 14 ist
mit einem Endabschnitt einer Schiene (nicht gezeigt) der
Gießstrecke X und mit dem Startabschnitt der Schiene 3
einer jeden Kühlstrecke Z&sub1;-Z&sub4; verbindbar. Nur ein Gießformen
tragender Förderer 2 kann entlang der Schiene 14 laufen.
Ein nach innen weisender elektrischer Vorspannzylinder 15
mit einem Stangenkopfende, welches nach innen weist, ist an
dem Übertragungsförderer 9 an dessen rechter Seite
angeordnet.
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Der elektrische Zylinder 15 wird durch in
Uhrzeigerrichtung und entgegen Uhrzeigerrichtung verlaufende
Drehungen eines Servomotors 17 betätigt, so daß eine Kolbenstange
18 ausfährt und sich zurückzieht. Eine Steuerung 19
schaltet die Drehrichtung des Servormotors 17. Die Drehzahl des
Servomotors 17, das heißt die Ausfahr- und Einziehrate der
Kolbenstange 18 wird von der Steuerung 19 über einen
Inverter 20 (eine Vorrichtung zur Änderung der Erregerfrequenz
des Servomotors) gesteuert. Weiterhin wird die Anzahl von
Umdrehungen des Servomotors 17, das heißt der Betrag des
Ausfahrens und Einziehens der Kolbenstange 18 über die
Steuerung 19 mittels eines Dekodierers 21 (eine Vorrichtung
zur Erkennung der Anzahl von Umdrehungen des Servomotors
17) gesteuert.
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Der elektrische Zylinder 15 ist so programmiert, daß er
als Stoßdämpfer wirkt, wenn die erste
Übertragungsvorrichtung 4 an dem Endabschnitt der Gießstrecke X ist und als
Schieber wirkt, wenn die erste Übertragungsvorrichtung an
einer der Kühlstrecken Z&sub1;-Z&sub4; ist.
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Die zweite Übertragungsvorrichtung 6 wird nachfolgend
im Detail beschrieben. Sie beinhaltet einen
Übertragungsförderer 23, der mittels Rädern 22 auf der Schiene 7 läuft.
Ein Ritzel 26, ein Servomotor 24 und ein
Untersetzungsgetriebe 25 sind an einer Seite des Übertragungsförderers 23
befestigt. Das Ritzel 26 wird durch den Servomotor 24 und
das Untersetzungsgetriebe 25 in einer horizontalen Ebene
angetrieben. Das Ritzel 26 steht mit einer Zahnstange 27 in
Eingriff, welches sich entlang der Schiene 7 erstreckt, so
daß sich der Übertragungsförderer 23 auf der Schiene 7 hin
und herbewegt, wenn der Servomotor angetrieben wird. Der
Übertragungsförderer 23 kann an dem Endabschnitt einer
jeden Kühlstrecke Z&sub1;-Z&sub4; und am Startabschnitt der Gießform-
Entfernungsstrecke V anhalten.
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Eine Schiene 28 ist an dem Übertragungsförderer 23 an
dessen rechter Seite (Innenseite) angeordnet, so daß nur
ein Gießformen tragender Förderer 2 auf der Schiene 28
laufen kann. Die Schiene 28 ist mit dem Endabschnitt der
Schiene 3 einer jeden Kühlstrecke Z&sub1;-Z&sub4; und mit dem
Startabschnitt einer Schiene (nicht gezeigt) der
Gießform-Entfernungsstrecke V verbindbar. Ein nach innen weisender
elektrischer Vorspannzylinder 29 mit einem Stangenkopf 16a,
der nach innen weist, ist an den Übertragungsförderer 23 an
dessen linker Seite angeordnet.
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Da der Aufbau des Zylinders 29 gleich demjenigen des
elektrischen Vorspannzylinders 15 ist, sind gleiche
Elemente durch gleiche Bezugszeichen mit der Ergänzung "a"
gekennzeichnet.
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Drehungen des Servomotors 17a in Uhrzeigerrichtung und
entgegen Uhrzeigerrichtung bewirken, daß die Kolbenstange
18a des elektrischen Zylinders 29 ausfährt und sich
zurückzieht. Die Steuerung 19 schaltet die Drehrichtung des
Servomotors 17a. Die Drehzahl des Servomotors 17a, das heißt
die Ausfahr- und Zurückziehrate der Kolbenstange 18a wird
von der Steuerung 19 über einen Inverter 31 (eine
Vorrichtung zur Änderung der Erregerfrequenz des Servomotors)
gesteuert. Weiterhin wird die Anzahl von Umdrehungen des
Servomotors 17a, das heißt der Betrag des Ausfahrens und
Zurückziehens der Kolbenstange 18a von der Steuerung 19 über
einen Dekodierer 21a (eine Vorrichtung zur Erkennen der
Anzahl von Umdrehungen des Servomotors 17a) gesteuert.
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Der elektrische Zylinder 29 ist so programmiert, daß er
als Stoßdämpfer wirkt, wenn die zweite
Übertragungsvorrichtung 6 an dem Endabschnitt irgendeiner der Kühlstrecken Z&sub1;-
Z&sub4; ist und als Schieber wirkt, wenn er am Startabschnitt
der Gießform-Entfernungsstrecke V ist.
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Bei dem obigen automatischen Gießereibetrieb wird als
erster Schritt die erste Übertragungsvorrichtung 4 mit dem
Endabschnitt der Gießstrecke X verbunden und die
Kolbenstange 18 des elektrischen Vorspannzylinders 15 wird
ausgefahren, so daß sie beinahe in Anlage mit dem vordersten
Förderer 2 der Gruppe von Gießformen tragenden Förderern 2
auf der Gießstrecke X gelangt. Danach wird als zweiter
Schritt die Kolbenstange eines Schiebers (nicht gezeigt)
ausgefahren, während der Servomotor 17 des Zylinders 15
entgegen Uhrzeigersinn gedreht wird, um die Kolbenstange 18
zurückzuziehen. Somit werden die Gießformen tragenden
Förderer 2 nach rechts bewegt, wie durch den Pfeil a gezeigt
und der vorderste Förderer 2 wird auf die Schiene 14 der
ersten Übertragungsvorrichtung 4 übertragen.
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Zu diesem Zeitpunkt wird die Erregerfrequenz für den
Servomotor 17 so gesteuert, daß die Einfahrrate der
Kolbenstange 18 einer bestimmten Zeitkurve folgend verringert
wird, während die Förderer 2, welche durch den Schieber
(Hydraulikzylinder) geschoben werden, sich aufgrund der
Massenträgheit mit hoher Geschwindigkeit bewegen. Somit
wird der vorderste Förderer 2 stark an dem Stangenkopf 16
des elektrischen Vorspannzylinders 15 geschoben. Im
Ergebnis dreht der Servomotor 17 mit einer höheren Rate als
seine eigene primäre Rate. Eine Reaktion in dem Servomotor,
das heißt ein Drehmoment in eine Richtung entgegengesetzt
zur Drehung des Servomotors bremst den vordersten Förderer
2. Somit wird die Geschwindigkeit der Gruppe von Gießformen
tragenden Förderern 2 auf der Gießstrecke X allmählich
geringer und schließlich halten sie an. Somit wird der
vorderste Förderer 2 auf die erste Übertragungsvorrichtung 4
ohne irgendwelche Beschädigungen aufgrund von Stößen
bewegt, welche bewirkt werden, wenn der Förderer heftig auf
den Stangenkopf aufläuft. In einem dritten Schritt schiebt
eine Rückschiebvorrichtung (nicht gezeigt) alle Förderer 2
auf der Gießstrecke X mit Ausnahme des vordersten Förders
zurück, um die anderen Förderer von dem vordersten zu
trennen und einen Abstand zwischen ihnen herzustellen.
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In einem vierten Schritt wird der Servomotor 10 der
ersten Übertragungsvorrichtung 4 aktiviert, um die
Vorrichtung 4 zum Startabschnitt der Kühlstrecke Z&sub1; zu bewegen,
wobei der Servomotor 17 des elektrischen Vorspannzylinders
15 im Uhrzeigersinn gedreht wird. In einem fünften Schritt
wird die Kolbenstange 18 des elektrischen Zylinders 15 auf
das Maximum ausgefahren, wodurch der Gießformen tragende
Förderer 2, der sich auf der Schiene 14 der ersten
Übertragungsvorrichtung 4 befindet, auf die Schiene 3 der
Kühlstrecke Z&sub1; geschoben und hineinbewegt wird. Danach wird die
Kolbenstange 18 zurückgezogen. Durch Wiederholen der
Schritte 1-5 werden viele Gießformen tragende Förderer 2
hintereinander auf der Kühlstrecke Z&sub1; angeordnet.
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Auf ähnliche Weise werden viele Gießformen tragende
Förderer 2 hintereinander auf den Kühlstrecken Z&sub2;, Z&sub3; und
Z&sub4; angeordnet.
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Nachfolgend wird der Ablauf zum Übertragen der
Gießformen tragenden Förderer 2 auf den Kühlstrecken Z&sub1;-Z&sub4; auf die
Gießform-Entfernungsstrecke V erläutert. In einem sechsten
Schritt wird die erste Übertragungsvorrichtung 4, welche
einen neuen Gießformen tragenden Förderer 2 empfangen hat,
mit dem Startabschnitt der Kühlstrecke Z&sub1; verbunden und der
Servormotor 17 des elektrischen Vorspannzylinders 15 wird
in eine Drehung in Uhrzeigerrichtung geschaltet. In einem
siebten Schritt wird die zweite Übertragungsvorrichtung 6
mit dem Startabschnitt der Kühlstrecke Z&sub1; verbunden und die
Kolbenstange 18a des elektrischen Vorspannzylinders 29 der
Vorrichtung 6 wird ausgefahren, so daß der Stangenkopf 16a
beinahe in Anlage mit dem vordersten Förderer 2 der Gruppe
von Gießformen tragenden Förderern 2 gelangt. Der
Servomotor 17a des Zylinders 29 wird in eine Drehung entgegen
Uhrzeigerrichtung geschaltet (dieser Zustand ist in Fig. 1
gezeigt).
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In einem achten Schritt wird der Servomotor 17 des
elektrischen Vorspannzylinders 15 der ersten
Übertragungsvorrichtung 4 im Uhrzeigersinn gedreht, um die Kolbenstange
18 auszufahren, wohingegen der Servomotor 17a des
elektrischen Vorspannzylinders 29 der zweiten
Übertragungsvorrichtung 6 entgegen Uhrzeigerrichtung gedreht wird, um die
Kolbenstange 18a zurückzuziehen. Durch diese Vorgänge wird die
Gruppe von Gießformen tragenden Förderern 2 auf der
Kühlstrecke Z&sub1; in Richtung des Pfeiles b mittels des Gießformen
tragenden Förderers 2 auf der ersten
Übertragungsvorrichtung 4 bewegt.
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Bei dieser Bewegung der Förderer 2 wird die
Erregerfrequenz für den Servomotor 17a so gesteuert, daß die
Zurückziehrate der Kolbenstange 18a einer bestimmten Zeitkurve
folgend verringert wird und die Gruppe der Gießformen
tragenden Förderer 2 läuft aufgrund der Massenträgheit mit
hoher Geschwindigkeit. Somit läuft der vorderste Förderer 2
stark auf den Stangenkopf 16a des elektrischen
Vorspannzylinders 29 auf. Im Ergebnis dreht der Servomotor 17a mit
einer höheren Rate als seine eigene primäre Rate. Ein
Reaktionsdrehmoment des Servomotors 17a bremst die Gruppe von
Gießformen tragenden Förderern 2. Somit wird deren
Geschwindigkeit allmählich verringert und schließlich halten
sie an. Somit wird der vorderste Förderer 2 auf die zweite
Übertragungsvorrichtung 6 ohne irgendwelche Beschädigungen
aufgrund eines Stoßes übertragen.
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In einem neunten Schritt schiebt eine
Rückschiebevorrichtung (nicht gezeigt) alle Förderer 2 mit Ausnahme des
vordersten Förders zurück und schafft einen Raum zwischen
ihnen. In einem zehnten Schritt wird die zweite
Übertragungsvorrichtung 6 zum Endabschnitt der
Gießform-Entfernungsstrecke V bewegt und der Servomotor 17a des
elektrischen Zylinders 29 der Vorrichtung 6 wird in Richtung im
Uhrzeigersinn geschaltet. In einem elften Schritt wird die
Kolbenstange 18a des elektrischen Zylinders 29 ausgefahren,
um den Gießformen tragenden Förderer 2 auf der zweiten
Übertragungsvorrichtung 6 auf die
Gießform-Entfernungsstrecke V zu schieben. Danach wird die Kolbenstange 18a
zurückgezogen.
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Durch Wiederholung der obigen sechsten bis elften
Schritte wird die Gruppe der Gießformen tragenden Förderer
2 auf der Kühlstrecke Z&sub1; auf die
Gießform-Entfernungsstrecke V übertragen. Nachdem die Förderer 2 von der
Kühlstrecke Z&sub1; bewegt worden sind, wird eine neue Gruppe von
Gießformen tragenden Förderern 2 von der Gießstrecke X auf
die Kühlstrecke Z&sub1; übertragen. Auf ähnliche Weise werden
die Gruppen der Gießformen tragenden Förderer 2 auf den
Kühlstrecken Z&sub2;, Z&sub3; und Z&sub4; auf die
Gießform-Entfernungsstrecke V übertragen.
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Ein Fachmann auf diesem Gebiet erkennt, daß neben der
beschriebenen Ausführungsform die vorliegende Erfindung
durch andere Ausführungsformen realisiert werden kann.
Beispielsweise können anstelle der Anordnungen von Zahnstange
und Ritzel Anordnungen von Leitspindeln und Muttern
verwendet werden, um die ersten und zweiten
Übertragungsvorrichtungen entlang ihrer Schienen zu bewegen. Die beschriebenen
Ausführungsformen sind rein illustrativ und nicht
einschränkend und die vorliegende Erfindung wird nur durch die
nachfolgenden Ansprüche beschränkt: