Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung der Ausgussmenge flüssigen Metalls aus einem Giessbehälter mit einem Stopfenverschluss, dessen Stopfenstange mit einem Hebelsystem verbunden ist.
Stopfenverschlüsse an Giessbehältern sind bekannt und dienen dazu, Flüssigmetall aus einem Giessbehälter ausfliessen zu lassen, ohne dass der Giessbehälter gekippt werden muss.
In diesem Zusammenhang ist ein Stopfenverschluss für einen Giessbehälter bekannt (DT-PS 2 124 747); bei welchem ein die Stopfenstange tragendes Hebelsystem mit einem Anschlagteil versehen ist, an den von einer Hubvorrichtung betätigt ein den Stopfenhub bestimmender Anschlag anlegbar ist, der durch eine Folgesteuerung in eine einer vorbestimmten Ausgussmenge entsprechende Lage in Funktion der Zeit verstellbar ist Hierbei sind jedoch zur Erzielung des gewünschten Stopfenhubes umfangreiche Einrichtungen erforderlich, die, im Bereich des Giessbehälters angeordnet, einem starken Verschleiss unterworfen und deshalb sehr kostenintensiv sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, dass die Stopfenstange mittels einfachen robusten Mitteln zuverlässig verstellt und eine den Betriebsanforderungen angepasste Einstellung des Stopfenhubes gewährleistet werden kann und bei Energieausfall des Hubantriebes die Stopfenstange selbsttätig in deren Schliessstellung gebracht werden kann.
Diese Aufgabe wird mittels der im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches angegebenen Lehre gelöst
Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteran sprüchen umschrieben.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Die dargestellte Einrichtung zeigt einen Giessbehälter 1 mit einem in dessen Boden eingesetzten Düsenkörper 2, der eine Ausgussdüse 3 aufweist, wobei der Düsenkörper 2 zusammen mit einer profilierten Stopfennase 5 einer Stopfenstange 6 einen Stopfenverschluss 4 bildet. Das obere Ende der Stopfenstange 6 ist einenteils über eine mit der Stopfenstange 6 gewindeverbundene Halterung 8 mit einer Mitnahme 9 einer Hubkonsole 10 verbunden, andernteils von einem an der Hubkonsole 10 angebrachten einstellbaren Lager 11 geführt. Die Hubkonsole 10 ist mit an sich bekannten parallelogrammför- mig angeordneten Hebeln 12 und 13 gelenkig verbunden, welche von einem Träger 14 schwenkbar gehalten werden. Der Träger 14 ist über ein Distanzelement 15 lösbar mit dem Giessbehälter 1 verbunden.
Dem Distanzelement 15 kommt hierbei gleichzeitig die Aufgabe zu, eine Möglichkeit zur Einstellung der Betätigungsvorrichtung gegenüber der Lage der Stopfenstange 6 zu schaffen.
Während der eine Hebel 12 einarmig ausgeführt ist, ist der andere Hebel 13 zweiarmig ausgebildet. Der eine Hebelarm 16 des zweiarmigen Hebels 13 ist hierbei auf der oberen Längsseite 17 gewölbt aüsgeführt. Auf dieser gewölbten Längsseite 17 greift ein Mitnahmeorgan 18 an, das mit einer Hubvorrichtung 19 einstellbar verbunden ist. Die Hubvorrichtung 19 selbst ist in einem Ausleger 20 des Trägers 14 mittels eines Gelenkzapfens 25 schwenkbar gelagert. Die Wölbung der Längsseite 17 entspricht hierbei dem Schwenkradius 21 der um die Gelenkachse 25 schwenkenden Hubvorrichtung 19 und dem Mitnahmeelement 18. Die Betriebsart der Hubvorrichtung 19 ist hierbei pneumatisch vorgesehen, kann jedoch auch hydraulisch oder elektrisch sein.
Zwecks Veränderung des Abstandes 23 des Mitnahmeelementes 18 zur Schwenkachse 24 des Hebels 13, innerhalb eines vorbestimmten Verstellweges 22, ist am Hebel 13 eine Verstelleinrichtung 26 angebracht. Diese Verstelleinrichtung 26, welche hydraulisch betrieben ist, weist ein an deren Kolbenstange 32 angelenktes Verbindungsstück 28 auf, das mit dem Mitnahmeorgan 18 gelenkig verbunden ist. Die Verstelleinrichtung 26 kann jedoch auch pneumatisch oder elektrisch betrieben sein.
Am Hebelarm 27 ist das eine Ende eines Federelementes 29 angelenkt, dessen anderes Ende mit einer Einstellvorrichtung 30, beispielsweise einer Stellschraube, verbunden ist, mittels welcher die Spannkraft des Federelementes 29 eingestellt werden kann.
Zur Abstützung der Einstellvorrichtung 30 ist am Träger
14 eine Konsole 31 angebracht.
Die Wirkrichtung der Spannkraft des Federelementes 29 entspricht hierbei der Schliessrichtung des Stopfenverschlusses, wobei die eingestellte Spannkraft entsprechend der benötigten Schliesskraft des Stopfens 6 bemessen ist. Die vorgesehene Wirkrichtung gewährleistet gleichzeitig eine Schliesssicherheit des Stopfenverschlusses 4 bei auftretendem Energieausfall des Hubantriebes. Als Steuerung des Hubantriebes ist eine nicht dargestellte elektrische Anlage auf der Basis eines Steuerkreises mit Nullabgleich vorgesehen.
An Stelle der zur Steuerung vorgesehenen elektrischen Anlage kann eine solche ebenso mit hydraulischen, pneumati schen, mechanischen oder einer Kombination von solchen Steuerelementen gebildet sein.
Durch Veränderung des Abstandes 23 wird eine Veränderung des Hebelverhältnisses vom Hebelarm 27 zum Hebel arm 16 und damit der Bewegungsangriffspunkte erreicht, wo durch resultierend bei gleichem Hubweg der Hubvorrichtung
19 der Stopfenhub veränderbar wird.
Unter Nutzung der Veränderung des Hebelverhältnisses zur Beeinflussung des Stopfenhubes sind auch andere Ausführungen möglich, beispielsweise mit einem aus mehreren einarmigen Hebeln parallelogrammförmig gebildeten Hebelsystem, bei welchem mindestens ein Hebel mit einem Hubantrieb verbunden ist.
Die Bemessung des Verstellweges 22 ist durch den maximal erforderlichen Stopfenhub bestimmt, durch den die Stellung der Stopfenstange 6 zum Stopfenverschluss und damit zum Austrittsquerschnitt beeinflusst wird. Der Austrittsquerschnitt ist die zwischen der Stopfennase 5 und der Ausgussdüse 3 gebildete Ringfläche. Da einerseits die Dimension des Giessbehälters bekannt ist und anderseits der Ausfluss in Abhängigkeit von der Niveauhöhe 7 und dem Austrittsquerschnitt, welcher seinerseits bei bekannter Ausgussdüse 3 vom Hub der Stopfennase 5 abhängt, experimentell und/oder technisch bestimmt werden kann, besteht keine Schwierigkeit, die Verstelleinrichtung 26 mit einfachen elektrischen und/oder mechanischen Steueimitteln zu regeln, die den praktischen Anforderungen im Giessbetrieb entsprechen.
So kann beispielsweise ein konstanter Ausfluss unabhängig von der momentanen Niveauhöhe 7 oder ein grösserer Ausfluss bei Beginn des Giessvorganges mit nachfolgender Drosselung oder auch eine Unterbrechung des Ausflusses oder ein Ausfluss zwischen zwei Grenzwerten gewählt werden.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Anlage besteht darin, dass flüssiges Metall durch eine nicht dargestellte Einfüllöffnung bis zur Niveauhöhe 7 dem Giessbehälter 1 zugeführt und mittels des aus Stopfenstange 6 und der Ausgussdüse 3 gebildeten Stopfenverschlusses 4 unter Verschluss gehalten wird. Dem Hubzylinder der Hubvorrichtung 19 wird ein Druckmedium, beispielsweise Druckluft oder Drucköl, zu gefuhrt und dieses übt über das Mitnahmeorgan 18 auf den Hebelarm 16 des Hebels 13 im Zusammenhang mit dem Hebel 12 und der Hubkonsole 10 auf die Stopfenstange 6 eine Kraft im Sinne einer Bewegung aus, wodurch der Stopfenverschluss 4 entsprechend dem durch die Verstelleinrichtung 26 gewählten Abstand 23 des Mitnahmeorganes 18 geöffnet wird.
Für einen Giessvorgang werden der Verstelleinrichtung 26 Steuerimpulse eingegeben, wodurch im Ablauf der Hebelbetätigung die Stopfenstange 6 entsprechend der Lage des Mitnahmeorganes 18 am Hebelarm 16 bewegt wird.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass genau dosierte Ausflussmengen flüssigen Metalls und ein genau gerichteter Giessstrahl erreicht werden können. Es ist auch möglich, bei absinkendem Niveau des flüssigen Metalls eine praktisch konstant bleibende Menge des flüssigen Metalls pro Zeiteinheit dem Giessbehälter zu entnehmen.