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Dokumentenidentifikation DE4116858C2 31.05.2000
Titel Maschine zum Entfernen von Schlacke und Metallresten von Schmelztiegeln
Anmelder Norsk Hydro A/S, Oslo/Osló, NO
Erfinder Meisingseth, Leif, Sunndalsøra, NO;
Lilleby, Jørn Bjarne, Sunndalsøra, NO
Vertreter Wilhelms, Kilian & Partner, 81541 München
DE-Anmeldedatum 23.05.1991
DE-Aktenzeichen 4116858
Offenlegungstag 02.01.1992
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 31.05.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.05.2000
IPC-Hauptklasse B22D 43/00

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Entfernen von Schlacke und Metallresten von Gießpfannen bzw. Schmelztiegeln, mit einem Rahmen, auf welchem ein Schlitten bzw. Wagen mit rotierenden Schneidmitteln vorgesehen ist, welche in einer schräg nach oben weisenden Richtung bewegbar sind, und in Verbindung mit dem Rahmen vorgesehene Mittel zum Kippen eines Schmelztiegels aus einer unteren Ladeposition in eine obere Arbeitsposition, in der die Achse des Schmelztiegels koaxial mit der Achse des rotierenden Werkzeugs ist.

Gießpfannen bzw. Schmelztiegel für Metallschmelzen haben nach dem Gebrauch Reste von Schlacke und Metall auf ihrer Auskleidung aus hochschmelzendem Material. Solche Reste müssen entfernt werden, bevor die Schmelztiegel bzw. Gießpfannen wiederverwendet werden können.

Früher wurden die Pfannen von Hand durch Abmeißeln oder durch Bearbeiten mit einfachen luftgetriebenen Maschinen gereinigt, eine solche Arbeit war jedoch schwer, zeitraubend und gesundheitsschädlich. Außerdem wurden die hochschmelzenden Auskleidungen der Pfannen oftmals beschädigt, so daß die Gesamtkosten bei der manuellen Reinigung hoch waren.

Später wurden mechanische Vorrichtungen entwickelt, aber viele von diesen kamen kommerziell nicht zum Einsatz.

Die US-Patentschriften 2 911 662 und 2 963 725 und die norwegische Patentschrift 147 940 zeigen alle Vorrichtungen zum Reinigen von Gießpfannen oder Schmelztiegeln mit einem beweglichen drehbaren Schneidkopf. Zu reinigende Schmelztiegel werden auf einem Träger angeordnet, welcher eine Drehrichtung entgegengesetzt zum drehenden Schneidkopf hat, und der Schneidkopf wird in einer Position angeordnet, die exzentrisch in Bezug auf die Drehachse des Schmelztiegels ist. Das Ziel einer solchen Anordnung ist, zu gewährleisten, daß alle Metall- und Schlackenreste vom Boden der Schmelztiegel entfernt werden.

Ein Hauptnachteil dieser bekannten Vorrichtungen ist jedoch, daß die Werkzeuge rasch verschleißen. Dies seinerseits führt dazu, daß die Werkzeuge nach kurzer Zeit ausgetauscht werden müssen, das heißt, man kommt auf 15 bis 20 gereinigte Tiegel pro Werkzeugsatz. Ferner ist es ein Nachteil, daß die bekannten Vorrichtungen infolge des Umstandes, daß zwei verschiedene Antriebseinheiten, eine für den Schneidkopf und eine weitere zum Drehen des Schmelztiegels, verwendet werden, teuer sind. Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtung besteht darin, daß sie eine relativ große Bauhöhe haben. Dies ist insbesondere bei der Reinigungsvorrichtung gemäß der norwegischen Patentschrift 147 940 der Fall, wo die Bauhöhe mehr als zwei Stockwerke hoch ist und wo der Raum, in welchem die Vorrichtung anzuordnen ist, speziell ausgelegt werden muß.

Die US-Patentschrift 4 153 965 beschreibt eine Reinigungsvorrichtung, die ähnlich den oben beschriebenen, aber mit einem "Vollprofil"-Schneidkopf versehen ist, und bei der der Schmelztiegel in einer stationären Position gehalten wird. Mit dem Ausdruck "Vollprofil" ist gemeint, daß der Durchmesser des Schneidkopfs dem Innendurchmesser des Schmelztiegels entspricht. Der Schneidkopf ist mit drei Werkzeugen bzw. Scheren versehen, welche im Abstand voneinander längs seines Umfangs angeordnet sind. Außerdem ist der Schneidkopf mit einer getrennten Schneideinheit versehen, deren Zweck es ist, den Boden vollständig zu reinigen. Die getrennte Schneideinheit ist in Bezug auf die Schneidkopfachse exzentrisch angeordnet und wird über ein Planetengetriebe angetrieben.

Ein Hauptnachteil dieser bekannten Vorrichtung besteht darin, daß sie kompliziert und mechanisch schwach ist im Verhältnis zu der großen Beanspruchung, der sie im Zusammenhang mit dem Reinigungsvorgang unterworfen ist, und dies kann gut einer der Gründe dafür sein, warum sie kommerziell nicht genutzt wird. Es gibt noch einen weiteren Nachteil bei der Vorrichtung gemäß US-Patentschrift 4 153 965, und der besteht in der Bauhöhe, welche infolge des steilen Neigungswinkels für die drehenden Schneidmittel groß ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Maschine zum Reinigen von Schmelztiegeln, welche einfacher und billiger als bekannte Vorrichtungen ist. Ferner soll eine Maschine zum Reinigen von Schmelztiegeln geschaffen werden, welche leicht ist und geringe Bauhöhe aufweist, so daß sie in Räumen angeordnet werden kann, die nicht speziell für diesen Zweck konstruiert sind.

Ferner sollte die Maschine zuverlässig und verschleißfest sein, um Stillstandszeiten zu vermeiden und Wartungskosten zu vermindern.

Hierzu schafft die Erfindung eine Maschine der eingangs genannten Art, bei welcher die Schneidmittel vom Vollprofiltyp sind und mit einer Anzahl erster Werkzeuge 24a, welche längs des Umfanges des Werkzeugkopfes im Abstand liegen, und zweiten Werkzeugen 24b, welche in radialer Richtung auf dem Vorderteil des Werkzeugkopfes angeordnet sind, versehen sind, wobei die zweiten Werkzeuge so angeordnet sind, daß der Boden des Tiegels vollständig gereinigt wird, und daß der Werkzeugkopf mit durchgängigen Löchern 25 in axialer Richtung versehen ist.

Mit der hier definierten Erfindung mit einer Anzahl erster und zweiter Werkzeuge wird eine wirksame Reinigung der Schmelztiegel erzielt, und die Belastung bzw. Beanspruchung der einzelnen Werkzeuge ist verhältnismäß niedrig. Dies wiederum reduziert den Verschleiß der Werkzeuge. Beim Testen der Maschine hat sich gezeigt, daß die Lebensdauer der Werkzeuge der Reinigung von 1000 Schmelztiegeln oder -pfannen entspricht. Dies bedeutet, daß die Wartungskosten drastisch reduziert sind.

Die durchgängigen Öffnungen bzw. Freiräume im Schneidkopf sind notwendig, damit die Schlacke und Metallreste, die durch die Werkzeuge gerade abgekratzt werden, nach hinten und aus dem Schmelztiegel heraus abtransportiert werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Schneidkopf mit Schneckengängen direkt hinter den Werkzeugen versehen sein, wodurch die Schlacke und Metallreste noch wirksamer aus dem Schmelztiegel heraustransportiert werden. Dadurch kann der Neigungswinkel des Schneidkopfes vermindert und die Bauhöhe entsprechend gesenkt werden.

Die Erfindung wird nun anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter beschrieben. Auf diesen zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt der erfindungsgemäßen Maschine,

Fig. 2 eine Vorderansicht des Schneidkopfes für die Maschine in vergrößertem Maßstab, und

Fig. 3 ein Werkzeug für den in Fig. 2 gezeigten Schneidkopf.

Die in Fig. 1 gezeigte Maschine umfaßt drei Hauptkomponenten, nämlich einen Rahmen 8, einen Wagen oder Schlitten 5 mit Schneidmitteln 19, und Mittel 10 zum Halten und Kippen von Schmelztiegeln oder Gießpfannen.

Die Schneidmittel 19 sind an einer Welle 2 befestigt, welche auf den Schlitten 5 vorgesehen ist. Die Welle wird durch einen Hydromotor 1 angetrieben. Ferner ist der Schlitten auf dem Rahmen 8 mittels fester Radführungen 6, 7, die auf jeder Seite des Rahmens vorgesehen sind, verschiebbar angebracht.

Zum Bewegen des Schlittens in beiden Richtungen ist ein Kolben 4 vorgesehen. Die Schneidmittel 19 umfassen einen Schneidkopf 20 und ein Förderschneckenteil 3, siehe einen späteren Abschnitt. Der Schlitten mit den Schneidmitteln ist unter einem Winkel in Bezug auf den Rahmen angeordnet (ist geneigt). Dies geschieht, damit die Schlacke und Metallreste im Zusammenhang mit dem Reinigungsvorgang leichter aus dem Tiegel abtransportiert werden können.

Was die Haltermittel 10 für den Tiegel 9 anbelangt, so sind diese am vorderen Ende des Rahmens mittels eines Kolbens 14 kippbar vorgesehen. Die kippbaren Haltermittel 10 können aus einer Lade/Entladestellung, in welcher ein Tiegel (strichlierte Linien) auf den Haltermitteln angeordnet oder von diesen abgenommen werden kann, in eine Arbeitsstellung (durchgehende Linien), wo die Achse des Tiegels koaxial mit der Achse des Schneidkopfes ist, gekippt werden. Der Tiegel wird durch Verriegelungsbolzen 12 in seiner Arbeitsstellung festgehalten.

In Verbindung mit den Haltermitteln 10 ist ein Träger für eine Form 11 vorgesehen. In Situationen, wo warme Schmelztiegel gereinigt werden, kann die Form unter den Schmelztiegel bewegt werden, wie in Fig. 1 gezeigt, derart, daß im Schmelztiegel noch vorhandenes geschmolzenes Metall in die Form entleert werden kann, bevor der Reinigungsvorgang beginnt. Unter der Form ist ein Behälter 13 zum Sammeln der aus dem Tiegel gekratzten Schlacke und Metallreste vorgesehen.

Daneben ist oberhalb der Schneidmittel eine Saughaube 16 vorgesehen, welche mit einem Luftsaugrohr 17 verbunden ist. Die Saughaube 16 kann bei einer Wartung der Schneidmittel auf Schienen 15 zur Seite bewegt werden. Der Raum unter der Haube 16 kann gänzlich oder teilweise umbaut sein, um das Entweichen von Staub zu mindern oder zu beseitigen.

Der Schneidkopf 20 für die Schneidmittel 19 ist in vergrößertem Maßstab noch in Fig. 2 gezeigt. Er ist mit einer Anzahl von Werkzeughaltern 21 versehen, welche an Nuten 22 des Schneidkopfes mittels Schrauben angebracht sind. An jedem Werkzeughalter 21 ist lösbar ein Werkzeug 24 mittels zweiter Schrauben 23 befestigt.

In dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel ist eine Anzahl von ersten Werkzeugen (insgesamt 12) längs des Umfanges des Schneidkopfes und eine Anzahl von zweiten Werkzeugen (insgesamt 8) diametral über den Schneidkopf hinweg längs Linien a-a bzw. b-b vorgesehen. Die Werkzeuge sind so angeordnet und in einem solchen Abstand voneinander vorgesehen, daß der gesamte Boden des Tiegels beim Reinigungsvorgang gereinigt wird. Zwischen den Werkzeugen sind durchgängige Öffnungen bzw. Löcher 25 vorgesehen, wodurch Schlacke und Metallreste, die aus dem Tiegel herausgekratzt werden, rückwärts durch die Löcher und aus dem Tiegel heraustransportiert werden können. Der Schneckenteil 3 der Schneidmittel (s. Fig. 1) entfernt die Reste noch wirksamer.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel einer speziellen Werkzeugkonstruktion gemäß der Erfindung. Aus der Figur ist ersichtlich, daß die Ränder auf beiden Seiten des Werkzeugs sinusförmigen Aufbau haben. Der Zweck eines solchen Aufbaus besteht darin, die Beanspruchung der Werkzeuge beim Reinigungsvorgang zu vermindern. Darüber hinaus macht der besondere Aufbau es möglich, die Werkzeuge zu wenden, so daß jede Seite verwendet werden kann. Hierdurch kann die Lebensdauer der Werkzeuge wesentlich verlängert werden.

Die erfindungsgemäße Maschine arbeitet folgendermaßen:

Ein Tiegel 9 wird mittels eines Lastwagens transportiert und auf den Haltermitteln 10 angeordnet. Die Haltermittel werden danach mittels eines Hydraulikzylinders in ihre obere Arbeitsstellung gekippt, wo die Achse des Tiegels mit der Achse des Schneidkopfes koaxial ist. Der Tiegel ist warm, da er gerade verwendet worden ist, und etwaiges verbliebenes geschmolzenes Metall wird in die Form 11 entleert, welche in eine in Fig. 1 gezeigte Stellung bewegt worden ist. Wenn im Tiegel kein geschmolzenes Metall mehr vorhanden ist, wird die Form zur Seite bewegt, und Haltebolzen 12 (zwei auf jeder Seite) halten den Tiegel fest in Stellung.

Die Schneidmittel 19 können nun durch eine Bedienperson in Gang gesetzt werden. Wenn sie zu rotieren beginnen, bewegt der Zylinder 4 den Wagen bzw. Schlitten zusammen mit den Schneidmitteln auf den Tiegel zu. Wenn der Widerstand bzw. die auf den Schneidkopf wirkenden Kräfte einen bestimmten Wert überschreiten, wird der Hydraulikdruck für den Schneidkopfmotor automatisch gegen null reduziert und der Wagen mit den Schneidmitteln in seine Ausgangsposition zurückgezogen. Hierdurch wird ein Brechen der Schneidmittel vermieden.

Normalerweise dauert der Reinigungsvorgang 3 bis 6 Minuten, und die Schneidmittel werden dann in ihre Ausgangsposition zurückgeführt. Von der Wand und dem Boden des Tiegels abgekratzte Schlacke und Metallreste werden durch die in den Schneidmitteln vorhandenen Löcher 25 hindurch über den Schneckenteil 3 herausgedrückt und in den Behälter 13 entleert. Nach Beendigung des Reinigungsvorgangs, werden die Verriegelungsbolzen gelöst und die Haltermittel 10 in ihre Ausgangsposition zurückgeführt.

Der Reinigungsvorgang wird vollständig mittels einer elektronischen logischen Steuerung gesteuert. Hierzu ist ein Steuerstand mit einem Schutzschild 26 für eine Bedienperson vorgesehen, welche die Maschine stoppt und startet.

Die erfindungsgemäße Maschine war ursprünglich zum Reinigen heißer Tiegel für Aluminium konstruiert. Es hat sich jedoch erwiesen, daß die Maschine auch zum Entfernen von Schlacke und Metallresten aus kalten Tiegeln sowie für andere Metalle verwendet werden kann.


Anspruch[de]
  1. 1. Maschine zum Entfernen von Schlacke und Metallresten aus Tiegeln oder Gießpfannen, mit einem Rahmen (8), auf welchem ein in einer nach oben geneigten Richtung auf Führungen bzw. Schienen beweglicher Wagen bzw. Schlitten angeordnet ist, welcher mit einen Werkzeugkopf (20) aufweisenden Schneidmitteln (19) versehen ist, und Haltermitteln (10) für einen Schmelztiegel, welcher aus einer ersten Stellung, in der der Tiegel auf den Haltermitteln angeordnet werden kann, in eine zweite, Arbeitsstellung, in welcher der Tiegel koaxial mit den Schneidmitteln ist, gekippt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidmittel vom Vollprofiltyp sind und mit einer Anzahl erster Werkzeuge (24a), welche längs des Umfanges des Werkzeugkopfes im Abstand liegen, und zweiten Werkzeugen (24b), welche in radialer Richtung auf dem Vorderteil des Werkzeugkopfes angeordnet sind, versehen sind, wobei die zweiten Werkzeuge so angeordnet sind, daß der Boden des Tiegels vollständig gereinigt wird, und daß der Werkzeugkopf mit durchgängigen Löchern (25) in axialer Richtung versehen ist.
  2. 2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidmittel (19) mit einem schneckenförmigen Teil (3) versehen sind.
  3. 3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Werkzeuge (24b) diametral längs Linien (a-a und b-b), die in rechtem Winkel zueinander liegen, angeordnet sind.
  4. 4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeuge flach und mit Schneiden mit sinusförmigem Aufbau versehen sind.






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