EP0265414B1 - Manipulator zum Ansetzen eines Giessrohres an den Ausgussschieber einer Giesspfanne - Google Patents

Manipulator zum Ansetzen eines Giessrohres an den Ausgussschieber einer Giesspfanne Download PDF

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EP0265414B1
EP0265414B1 EP87890204A EP87890204A EP0265414B1 EP 0265414 B1 EP0265414 B1 EP 0265414B1 EP 87890204 A EP87890204 A EP 87890204A EP 87890204 A EP87890204 A EP 87890204A EP 0265414 B1 EP0265414 B1 EP 0265414B1
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pouring
spring
manipulator
cantilever arm
pouring tube
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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
    • B22D41/50—Pouring-nozzles
    • B22D41/56—Means for supporting, manipulating or changing a pouring-nozzle

Definitions

  • the invention relates to a manipulator for attaching a pouring tube to the pouring spout of a ladle with a cantilever arm pivotable about a horizontal axis for receiving the pouring tube and a pivot cylinder arranged between the cantilever arm and an abutment.
  • a pouring tube is pressed onto the bottom spout of the ladle, which directs the molten steel from the ladle into the distributor.
  • This pouring tube is attached to a corresponding centering projection of the pouring spout of the ladle with the aid of a manipulator and is moved with it in front of the bottom pouring spout when the pouring spout is opened.
  • the manipulator has a cantilever arm receiving the pouring tube, which is rotatably mounted about a horizontal axis and can be adjusted with the aid of a swivel cylinder.
  • pouring spout of the ladle If the pouring spout of the ladle is actuated before the pouring tube is pressed against the pouring spout, liquid steel can escape in an uncontrolled manner between the pouring spout and the pouring tube.
  • the pouring tube must also take part in the movements of the pouring spout and the ladle via an adapted displacement of the delivery arm when it is subjected to the pressing force required for the pouring process.
  • the pouring tube is mounted in a fork lever articulated on the intermediate container and the fork lever can be pivoted via an adjustment drive which, in the case of a mechanical design, has to act on the fork lever via a spring in order to press the pouring tube against the pouring piece under a prestress and to compensate for thermal expansion
  • either the stopper pan or the intermediate container can be moved horizontally without additional lifting movement.
  • a predetermined assignment of the intermediate container to the stopper ladle is necessary, because positioning of the pouring tube in a horizontal plane is impossible because of the only vertically pivotable mounting of the fork lever receiving the pouring tube on the intermediate container.
  • the invention is therefore based on the object to improve a manipulator of the type described with simple means so that the operator can already see from the position of the manipulator whether the pouring tube is subjected to the pressing force required for the casting process.
  • the invention solves this problem in that between the swivel cylinder on the one hand and the cantilever arm or the abutment on the other hand a spring is provided with a predetermined deflection to be overcome when pressing the pouring tube against the pouring spool.
  • the spring preload must be overcome in order to apply a certain pressing force of the pouring tube to the pouring spout of the ladle. Accordingly, if the spring preload is adapted to the required pressing force, the operator can recognize, for example from the position of the swivel cylinder, whether the pouring tube is stopped via the cantilever arm only for positioning on the pouring spool or is already pressed on for the pouring process, because with a corresponding one Pressurization of the spring deflection must be overcome, which can be seen from the cylinder position. If the cylinder is extended further by the spring deflection, a certain loading time must be reached residual pressure be present.
  • a lock switch that can be actuated depending on the spring deflection of the spring can be provided for the pouring spout of the ladle. This lock switch releases the actuation of the pouring spout only when the spring travel of the spring is covered by a corresponding action on the swivel cylinder.
  • the spring can advantageously be made adjustable in terms of its preload. With the change in the spring preload, a correspondingly modified action on the swivel cylinder is required for a given spring deflection.
  • the spring engaged in the swivel drive of the cantilever arm can indicate the presence of the pressure required for the pouring process, but this display does not guarantee the correct application of the pouring tube to the pouring spool. If the pouring tube is pressed eccentrically against the centering projection of the pouring spool, the required seal between the pouring tube and the pouring spool cannot be guaranteed.
  • the cantilever arm can carry a spring-loaded monitor for the penetration depth of the pouring tube relative to the centering projection of the pouring spout. In turn, this flexible guard can be used to block the operation of the pouring slide in order to obtain a security against incorrect operation that is independent of the operator's attention.
  • the manipulator shown consists essentially of a column 3 pivotally mounted on a foot 1 about a horizontal axis 2, to which a cantilever arm 4 is articulated, with an axis 5 parallel to the pivot axis 2 of the column 3.
  • a hydraulic cylinder 6 is provided on the base 1.
  • the cantilever arm 4 can be adjusted with respect to the column 3 by means of a swivel cylinder 7.
  • the column 3 with the extension arm 4 can be rotated about a vertical axis.
  • the foot 1 carries a rotatably mounted foot plate 8 which can be driven by a worm gear.
  • the pouring tube 11, which is held in a receiving ring 12 at the free end of the extension arm 4, can thus be moved in three coordinate axes.
  • the pouring tube 11 is positioned and attached to the centering approach of the pouring spout of a ladle, in order to then be pressed against the centering approach under the appropriate pressure for the casting process. So that this pressurization required for the casting process can be recognized from the manipulator position, the swivel cylinder 7 engages the extension arm 4 via a spring 15. According to the exemplary embodiment, this spring 15 is articulated on the one hand via an axis 16 on the extension arm 4 and on the other hand via an axis 18 on an angled lever 19.
  • the spring 15 Since the pivot cylinder 7, which is supported on an abutment 20 of the column 3, acts on the lever 19, the spring 15 is acted upon by the pivot cylinder 7 when the pouring tube 11 is supported on the pouring spool. If the required pressing force of the pouring tube 11 on the pouring slide is above the prestressing force of the spring 15, then the spring 15 must be compressed accordingly for the intended loading of the pouring tube 11.
  • the associated spring deflection of the spring 15 can be read by means of the rotational position of the lever 19 about its articulation axis 21 or at the position of the pivot cylinder 7, so that the manipulator already acts upon the position of the lever 19 or the pivot cylinder 7 Pouring tube 11 recognizes with the required pressing force.
  • actuable lock switch for the pouring spool can be provided depending on the spring travel of the spring 15 actuable lock switch for the pouring spool can be provided. If the actuation of the pouring slide is released by the lock switch after the spring 15 has been overcome, the casting process can be initiated.
  • the proper forwarding of the liquid steel from the ladle into the subsequent distributor through the pouring tube depends on the correct placement of the pouring tube 11 on the centering approach of the pouring spout of the ladle.
  • This correct application of the Pouring tube can be checked via a monitor 22 designed as a thrust rocker, which is rotatably mounted about an axis 23 in the area of the receiving ring 12 on the extension arm 4 and can be pivoted against the force of a spring 24.
  • the guard 22 runs when the pouring tube 11 is attached to the pouring spool, it is pivoted in the direction of the pouring tube axis during the relative movement of the pouring tube 11 relative to the centering approach of the pouring spool, the pivoting angle representing a measure of the penetration depth of the pouring tube 11 relative to the centering approach. This depth of penetration must reach a predetermined level, so that the pouring tube 11 attached to the centering attachment is adequately sealed when appropriately pressurized.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Manipulator zum Ansetzen eines Gießrohres an den Ausgußschieber einer Gießpfanne mit einem um eine horizontale Achse verschwenkbaren Auslegerarm zur Aufnahme des Gießrohres und einem zwischen dem Auslegerarm und einem Widerlager angeordneten Schwenkzylinder.
  • Um den flüssigen Stahl nicht unkontrolliert aus einer Gießpfanne in einen nachgeordneten Verteiler ausfließen zu lassen, wird an den Bodenausguß der Gießpfanne ein Gießrohr angedrückt, das den flüssigen Stahl aus der Gießpfanne in den Verteiler leitet. Dieses Gießrohr wird mit Hilfe eines Manipulators an einen entsprechenden Zentrieransatz des Ausgußschiebers der Gießpfanne angesetzt und beim Öffnen des Ausgußschiebers mit diesem vor den Bodenausguß bewegt. Zu diesem Zweck weist der Manipulator einen das Gießrohr aufnehmenden Auslegerarm auf, der um eine horizontale Achse drehbar gelagert ist und mit Hilfe eines Schwenkzylinders verstellt werden kann. Über diesen Schwenkzylinder ist somit nicht nur eine Positionierung des vom Auslegerarm getragenen Gießrohres, sondern auch das Andrücken des Gießrohres an den Zentrieransatz des Ausgußschiebers der Gießpfanne mit einer für den Gießvorgang ausreichenden Andrückkraft möglich. Nachteilig bei diesen bekannten Manipulatorkonstruktionen ist allerdings, daß der Bedienungsmann für den Manipulator aus der Stellung des Auslegerarmes oder des Schwenkzylinders nicht erkennen kann, ob das Gießrohr am Ausgußschieber nur im Sinne der Gießrohrpositionierung angehalten oder bereits mit der für den Gießvorgang notwendigen Andrückkraft beaufschlagt wird, so daß die Gefahr einer Fehlbedienung des Ausgußschiebers besteht. Wird nämlich der Ausgußschieber der Gießpfanne betätigt, bevor das Gießrohr an den Ausgußschieber angedrückt wird, so kann flüssiger Stahl unkontrolliert zwischen dem Ausgußschieber und dem Gießrohr austreten. In diesem Zusammenhang ist zu bedenken, daß das Gießrohr auch bei seiner Beaufschlagung mit der für den Gießvorgang erforderlichen Andrückkraft die Bewegungen des Ausgußschiebers und der Gießpfanne über eine angepaßte Verlagerung des Auslegerarmes mitmachen muß.
  • Außerdem ist es bekannt (DE-A 3 425 676), an Stelle eines Schwenkzylinders einen Federspeicher einzusetzen, der durch einen Kniehebeltrieb von Hand aus gespannt wird und dabei das Gießrohr über den Auslegerarm an den Ausgußschieber der Gießpfanne andrückt. Da über den Kniehebeltrieb jedoch keine Positionierung des Auslegerarmes möglich ist, muß der Auslegerarm an der Gießpfanne selbst gelagert werden. Wegen einer fehlenden Zwischenstellung des Auslegerarmes zwischen der abgeschwenkten Ruhelage und der das Gießrohr an den Ausgußschieber andrückenden Arbeitslage tritt das bei Manipulatoren mit einem über einen Schwenkzylinder positionierbaren Auslegerarm bestehende, oben geschilderte Problem gar nicht auf.
  • Gleiches gilt für eine andere bekannte Vorrichtung (DE-B1 284 577), bei der zwischen einer flüssiges Metall enthaltenden Stopfenpfanne und einem Zwischenbehälter ein Gießrohr vorgesehen ist, das einerseits an ein den Pfannenboden durchdringendes Ausgußstück anschließt und anderseits in einem Zentrierring im Deckel des Zwischenbehälters vertikal verschiebbar geführt ist. Da das Gießrohr in einem am Zwischenbehälter angelenkten Gabelhebel gelagert ist und der Gabelhebel über einen Verstellantrieb verschwenkt werden kann, der bei einer mechanischen Ausführung über eine Feder an dem Gabelhebel angreifen muß, um das Gießrohr unter einer Vorspannung an das Ausgußstück andrücken und Wärmeausdehnungen ausgleichen zu können, kann nach einer entsprechenden Vertikalverstellung des Gießrohres entweder die Stopfenpfanne oder der Zwischenbehälter ohne zusätzliche Hubbewegung horizontal verlagert werden. Für das Ansetzen des Gießrohres an das Ausgußstück der Stopfenpfanne ist allerdings eine vorgegebene Zuordnung des Zwischenbehälters zur Stopfenpfanne erforderlich, weil ja wegen der lediglich vertikal verschwenkbaren Lagerung des das Gießrohr aufnehmenden Gabelhebels auf dem Zwischenbehälter eine Positionierung des Gießrohres in einer Horizontalebene ausgeschlossen ist. Aus diesem Grunde tritt auch bei dieser bekannten Vorrichtung das bei einem Manipulator bestehende Problem nicht auf, zwischen einer Beaufschlagung des Gabelhebels für eine Positionierung oder ein Andrücken des Gießrohres an das Ausgußstück unterscheiden zu müssen und diese unterschiedliche Beaufschlagung des dieselbe Lage aufweisenden Gabelhebels sichtbar zu machen.
  • Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Manipulator der eingangs geschilderten Art mit einfachen Mitteln so zu verbessern, daß der Bedienungsmann bereits aus der Stellung des Manipulators erkennen kann, ob das Gießrohr mit der für den Gießvorgang erforderlichen Andrückkraft beaufschlagt wird.
  • Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß zwischen dem Schwenkzylinder einerseits und dem Auslegerarm oder dem Widerlager anderseits eine Feder mit einem vorgegebenen, beim Andrücken des Gießrohres an den Ausgußschieber zu überwindenden Einfederweg vorgesehen ist.
  • Da sich der Schwenkzylinder entweder auf einer Feder abstützt oder den Auslegerarm über eine Feder beaufschlagt, muß zum Aufbringen einer bestimmten Andrückkraft des Gießrohres an den Ausgußschieber der Gießpfanne die Federvorspannung überwunden werden. Wird demnach die Federvorspannung an die jeweils geforderte Andrückkraft angepaßt, so kann der Bedienungsmann, beispielsweise an der Stellung des Schwenkzylinders, erkennen, ob das Gießrohr über den Auslegerarm nur zur Positionierung an den Ausgußschieber angehalten oder bereits für den Gießvorgang angedrückt wird, weil bei einer entsprechenden Druckbeaufschlagung der Einfederweg der Feder überwunden werden muß, was an der Zylinderstellung abgelesen werden kann. Ist der Zylinder um den Einfederweg der Feder weiter ausgefahren, so muß ein bestimmter Beaufschlagungsmindestdruck vorhanden sein.
  • Besonders einfache Konstruktionsverhältnisse ergeben sich in weiterer Ausbildung der Erfindung dadurch, daß der Schwenkzylinder an einem über eine Feder am Auslegerarm abgestützten Hebel angelenkt ist. Diese Ausbildung stellt nicht nur durch die Wahl der Hebelarmlängen und damit eines entsprechenden übersetzungsverhältnisses eine einfache Anpassung an die jeweiligen Kräfteverhältnisse sicher, sondern läßt auch an der Schwenkstellung des Hebels die jeweilige Beaufschlagung des Schwenkzylinders erkennen.
  • Damit eine Fehlbedienung des Ausgußschiebers unabhängig von der Aufmerksamkeit des Bedienungsmannes ausgeschlossen werden kann, kann ein in Abhängigkeit vom Einfederweg der Feder betätigbarer Sperrschalter für den Ausgußschieber der Gießpfanne vorgesehen werden. Dieser Sperrschalter gibt die Betätigung des Ausgußschiebers erst frei, wenn durch eine entsprechende Beaufschlagung des Schwenkzylinders der Einfederweg der Feder zurückgelegt ist.
  • Ist mit sich ändernden Verhältnissen zu rechnen, so kann die Feder hinsichtlich ihrer Vorspannung vorteilhaft einstellbar ausgeführt werden. Mit der Änderung der Federvorspannung wird für einen vorgegebenen Einfederweg eine entsprechend geänderte Beaufschlagung des Schwenkzylinders erforderlich.
  • Die in den Schwenkantrieb des Auslegerarmes eingeschaltete Feder, deren Vorspannung für ein ordnungsgemäßes Andrücken des Gießrohres an den Ausgußschieber einer Gießpfanne überwunden werden muß, kann zwar das Vorhandensein des für den Gießvorgang notwendigen Beaufschlagungsdruckes anzeigen, doch ist mit dieser Anzeige noch nicht die Sicherheit eines ordnungsgemäßen Ansetzens des Gießrohres an den Ausgußschieber gegeben. Wird nämlich das Gießrohr exzentrisch an den Zentrieransatz des Ausgußschiebers angedrückt, so kann die erforderliche Abdichtung zwischem dem Gießrohr und dem Ausgußschieber nicht gewährleistet werden. Um auch diese Fehlermöglichkeit erfassen zu können, kann der Auslegerarm einen federbelasteten Wächter für die Eindringtiefe des Gießrohres gegenüber dem Zentrieransatz des Ausgußschiebers tragen. Über diesen nachgiebigen Wächter kann wiederum die Betätigung des Ausgußschiebers gesperrt werden, um eine von der Aufmerksamkeit des Bedienungsmannes unabhängige Sicherheit gegen Fehlbedienungen zu erhalten.
  • In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt.
  • Es zeigen
    • Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Manipulator zum Ansetzen eines Gießrohres an den Ausgußschieber einer Gießpfanne in einer vereinfachten Seitenansicht;
    • Fig. 2 den an einem federbelasteten Hebel des Auslegerarmes angelenkten Schwenkzylinder für den Auslegerarm in einer Seitenansicht in einem größeren Maßstab und
    • Fig. 3 einen federbelasteten Wächter für die Eindringtiefe des Gießrohres gegenüber dem Zentrieransatz des Ausgußschiebers ebenfalls in einer größeren Seitenansicht.
  • Der dargestellte Manipulator besteht im wesentlichen aus einer auf einem Fuß 1 um eine horizontale Achse 2 schwenkbar gelagerten Säule 3, an der ein Auslegerarm 4 angelenkt ist, und zwar mit einer zur Schwenkachse 2 der Säule 3 parallelen Achse 5. Zur Verstellung der Säule 3 gegenüber dem Fuß 1 ist ein Hydraulikzylinder 6 vorgesehen. Der Auslegerarm 4 kann mit Hilfe eines Schwenkzylinders 7 gegenüber der Säule 3 verstellt werden. Die Säule 3 mit dem Auslegerarm 4 kann um eine vertikale Achse verdreht werden. Zu diesem Zweck trägt der Fuß 1 eine drehbar gelagerte Fußplatte 8, die über ein Schneckengetriebe angetrieben werden kann.
  • Das Gießrohr 11, das in einem Aufnahmering 12 am freien Ende des Auslegerarmes 4 gehalten wird, kann somit in drei Koordinatenachsen bewegt werden.
  • Ober die beiden Zylinder 6 und 7, die über eine nicht dargestellte Steuereinrichtung beaufschlagt werden, wird das Gießrohr 11 positioniert und an den Zentrieransatz des Ausgußschiebers einer Gießpfanne angesetzt, um danach für den Gießvorgang unter einer entsprechenden Druckbeaufschlagung am Zentrieransatz angedrückt gehalten zu werden. Damit diese für den Gießvorgang erforderliche Druckbeaufschlagung aus der Manipulatorstellung erkennbar wird, greift der Schwenkzylinder 7 über eine Feder 15 am Auslegerarm 4 an. Diese Feder 15 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel einerseits über eine Achse 16 an dem Auslegerarm 4 und anderseits über eine Achse 18 an einem abgewinkelten Hebel 19 angelenkt. Da der Schwenkzylinder 7, der sich an einem Widerlager 20 der Säule 3 abstützt, am Hebel 19 angreift, wird bei einer Abstützung des Gießrohres 11 am Ausgußschieber die Feder 15 durch den Schwenkzylinder 7 beaufschlagt. Liegt die erforderliche Andrückkraft des Gießrohres 11 an den Ausgußschieber über der Vorspannkraft der Feder 15, so muß zur vorgesehenen Beaufschlagung des Gießrohres 11 die Feder 15 entsprechend zusammengedrückt werden. Der damit verbundene Einfederweg der Feder 15 läßt sich an Hand der Drehstellung des Hebels 19 um seine Anlenkachse 21 oder an der Stellung des Schwenkzylinders 7 ablesen, so daß der für den Manipulator bereits an der Stellung des Hebels 19 bzw. des Schwenkzylinders 7 die Beaufschlagung des Gießrohres 11 mit der erforderlichen Andrückkraft erkennt. Zusätzlich kann ein in Abhängigkeit vom Einfederweg der Feder 15 betätigbarer Sperrschalter für den Ausgußschieber vorgesehen werden. Wird nach der Überwindung des Einfederweges der Feder 15 die Betätigung des Ausgußschiebers durch den Sperrschalter freigegeben, so kann der Gießvorgang eingeleitet werden.
  • Die ordnungsgemäße Weiterleitung des flüssigen Stahles aus der Gießpfanne in den anschließenden Verteiler durch das Gießrohr hindurch hängt vom ordnungsgemäßen Ansetzen des Gießrohres 11 an den Zentrieransatz des Ausgußschiebers der Gießpfanne ab. Dieses ordnungsgemäße Ansetzen des Gießrohres kann über einen als Anlaufschwinge ausgebildeten Wächter 22 überprüft werden, der im Bereich des Aufnahmeringes 12 am Auslegerarm 4 um eine Achse 23 drehbar gelagert ist und gegen die Kraft einer Feder 24 verschwenkt werden kann. Läuft der Wächter 22 beim Ansetzen des Gießrohres 11 an den Ausgußschieber auf, so wird er bei der Relativbewegung des Gießrohres 11 gegenüber dem Zentrieransatz des Ausgußschiebers in Richtung der Gießrohrachse verschwenkt, wobei der Schwenkwinkel ein Maß der Eindringtiefe des Gießrohres 11 gegenüber dem Zentrieransatz darstellt. Diese Eindringtiefe muß ein vorgegebenes Maß erreichen, damit das an den Zentrieransatz angesetzte Gießrohr 11 bei einer entsprechenden Druckbeaufschlagung eine ausreichende Abdichtung erfährt.

Claims (5)

1. Manipulator zum Ansetzen eines Gießrohres (11) an den Ausgußschieber einer Gießpfanne mit einem um eine horizontale Achse (5) verschwenkbaren Auslegerarm (4) zur Aufnahme des Gießrohres (11) und einem zwischen dem Auslegerarm (4) und einem Widerlager (20) angeordneten Schwenkzylinder (7), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schwenkzylinder (7) einerseits und dem Auslegerarm (4) oder dem Widerlager (20) anderseits eine Feder (15) mit einem vorgegebenen, beim Andrücken des Gießrohres (11) an den Ausgußschieber zu überwindenden Einfederweg vorgesehen ist.
2. Manipulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkzylinder (7) an einem über die Feder (15) am Auslegerarm (4) abgestützten Hebel (19) angelenkt ist.
3. Manipulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Abhängigkeit vom Einfederweg der Feder (15) betätigbarer Sperrschalter für den Ausgußschieber der Gießpfanne vorgesehen ist.
4. Manipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (15) in ihrer Vorspannung einstellbar ist.
5. Manipulator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslegerarm (4) einen federbelasteten Wächter (22) für die Eindringtiefe des Gießrohres (11) gegenüber dem Zentrieransatz des Ausgußschiebers trägt
EP87890204A 1986-10-22 1987-09-04 Manipulator zum Ansetzen eines Giessrohres an den Ausgussschieber einer Giesspfanne Expired - Lifetime EP0265414B1 (de)

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AT0280186A AT394818B (de) 1986-10-22 1986-10-22 Manipulator zum ansetzen eines giessrohres an den ausgussschieber einer giesspfanne

Publications (3)

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EP0265414A2 EP0265414A2 (de) 1988-04-27
EP0265414A3 EP0265414A3 (en) 1988-07-06
EP0265414B1 true EP0265414B1 (de) 1990-04-04

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US (1) US4819841A (de)
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