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PATENTANSPRÜCHE
1. Kontrolleinrichtung für die Zufuhr einer Schmelze in eine Giessform, mit einer die Ausflussmenge aus einem Giessbehälter regulierenden Stelleinrichtung, welche mit einer Steuerung in Verbindung steht, die mit einer Auswertschaltung verbunden ist, welche von der Füllstandshöhe der Schmelze in der Giessform beeinflusst wird, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Giessformoberseite (10) im Bereich der Einguss öffnung (5) und der Ausflussöffnung (11) des Giessbehälters (1) mindestens eine ringförmige, den Schmelzstrahl (6) umgebende, stromdurchflossene Messspule (12) vorgesehen ist, die entsprechend dem Ausmass der Beeinflussung von deren Magnetfeld durch die Schmelze (9) ein variables Signal für die Stelleinrichtung (3) erzeugt.
2. Kontrolleinrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messspule (12) einem ersten Schwingkreis angehört, dessen variable Eigenfrequenz derjenigen eines zweiten, fest abstimmbaren Schwingkreises überlagert ist.
3. Kontrolleinrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Messspule (12) zur Giessformoberseite (10) kleiner ist als derjenige zur Ausflussöffnung (11) des Giessbehälters (1).
4. Kontrolleinrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messspule (12) lageeinstellbar angeordnet ist.
5. Kontrolleinrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Messspule (12) wärmebeständig ausgebildet ist.
Die Erfindung betrifft eine Kontrolleinrichtung für die Zufuhr einer Schmelze in eine Giessform, mit einer die Ausflussmenge aus einem Giessbehälter regulierenden Stelleinrichtung, welche mit einer Steuerung in Verbindung steht, die mit einer Auswerteschaltung verbunden ist, welche von der Füllstandshöhe der Schmelze in der Giessform beeinflusst wird.
In diesem Zusammenhang ist eine Vorrichtung zum Anzeigen des Füllstandes von geschmolzenem Metall in einer Giessform bekannt - DT-OS 2 108 000 - bei welcher ein aus einem hitzebeständigen Material bestehender Fühler von einer Hub einrichtung in eine vorgegebene Stellung in die Form eingeführt wird. Wenn der Fühler das geschmolzene Metall in der Form berührt, erzeugt ein Anzeigegerät ein Signal, wonach der
Giessvorgang beendet wird und gleichzeitig der Fühler nach oben in eine ausserhalb der Form befindliche Stellung bewegt wird. Mit einer solchen Vorrichtung ist es zwar möglich, den
Giessvorgang bei einem vorbestimmten Füllstand selbsttätig zu unterbrechen, jedoch ist keine Möglichkeit geboten auf Ver änderungen, die während des Füllvorgangs oder bei solchen, die bei aufeinanderfolgenden Formen auftreten, wie ungleiches Schluckvermögen, zu reagieren.
Im weiteren bedingt die An ordnung des Fühlers und dessen Einrichtung einen Raumbedarf. welcher die Zufuhr der Schmelze stark behindert und gegenüber äusseren Einflüssen wie Staub und Wärmestrahlung besonderer Einrichtungen bedarf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde. eine den Zufluss von Schmelze in eine Giessform regulierende Kontroll einrichtung zu schaffen, welche von der Schmelze und deren Füllstand in der Eingussöffnung der Giessform berührungslos beeinflussbar ist und unabhängig von äussere Einflüssen, wie
Staub und Wärmeeinwirkung, eine Reproduzierbarkeit der Füllstandshöhe der Schmelze in der Giessform gewährleistet.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass zwischen der Giessformoberseite im Bereich der Eingussöffnung und der Ausflussöffnung des Giessbehälters mindestens eine ringförmige, den Schmelzestrahl umgebende, stromdurchflossene Messspule vorgesehen ist. die entsprechend dem Ausmass der Beeinflussung son deren Magnetfeld durch die Schmelze ein variables Signal für die Stelleinrichtung erzeugt.
Auf diese Weise wird ein geschlossener Regelkreis geschaffen. welcher eine weitgehende, anpassungsfähige Automatisierung des Giessvorganges und eine Reproduzierbarkeit der Füllstandshöhe der Schmelze in der Giessform ermöglicht.
Nachstehend wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Die Figur zeigt vereinfacht dargestellt eine Einrichtung während eines Giessvorganges, mit einem als Stopfenpfanne vorgesehenen Giessbehälter 1 mit einem Stopfen 2 und dessen Stelleinrichtung 3 sowie eine Giessform 4 mit einer Einguss öffnung 5. Die Stelleinrichtung 3 kann hydraulisch, pneumatisch, elektrisch oder in deren Kombination betätigbar sein.
Anstelle der Stopfenpfanne könnte auch ein Kippgefäss oder dergleichen vorgesehen sein.
Zur Erzeugung eines Schmelzstrahles 6 mit zeitlich veränderlicher Ausfiussmenge. entsprechend dem momentanen Schluckvermögen der Giessform 4. ist die die Stopfenstellung regulierende Stelleinrichtung 3 über eine Leitung 7 mit einer Steuerung 8 in Verbindung, welche bei einer automatischen Form- und Giessanlage von einer zentralen Steuerung 31 beeinflusst ist. Es ist jedoch ohne weiteres möglich, die Steuerung 8 auch manuell auslösbar vorzusehen.
Die Giessform 4 ist im dargestellten Beipsiel auf einer Rollenbahn 30 einer Giessanlage aufgesetzt, womit die Giessformen 4 aufeinanderfolgend unter den Giessbehälter 1 gebracht werden können. Die Aufnahme der Giessformen 4 ist jedoch nicht nur auf eine Rollenbahn 30 beschränkt. Desgleichen können auch andere bekannte, dem jeweiligen Form- und Giessverfahren zugeordnete Aufnahme-Einrichtungen vorgesehen sein.
Zwischen der Giessformoberseite 10 im Bereich der Eingussöffnung 5 und der Ausflussöffnung 11 des Giessbehälters l, ist mindestens eine zum Umfang des Schmelzstrahles 6 angeordnete stromdurchflossene Messspule 12 vorgesehen. Die Ausflussöffnung 11 kann auch über einen an sich bekannten Schmelzstrahlumlenker in die Eingussöffnung münden. Die Messspule 12 ist von einer Vorrichtung 13 gehalten, mittels welcher die Messspule 12 in deren Lage zur Eingussöffnung 5 eingestellt werden kann. Die Gestaltung der Messspule 12 ist ringförmig vorgesehen. Der Abstand der Messspule 12 zur Giessformoberseite 10 kann kleiner vorgesehen sein als derjenige zur Ausflussöffnung 11 des Giessbehälters 1.
Vorteilhaft ist zwischen der Ausflussöffnung 11 und der Messspule 12 eine mit einer Öffnung versehene Platte 14 angebracht, mittels welcher zur Messspule 12 gerichtete Störeinflüsse, wie Strahlungswärme des Giessbehälterausgusses, und andere Einflüsse vermieden werden können. Zum Schutze der Messspule 12 ist diese mit einer wärmebeständigen Ummantelung ausgebildet.
Zur Regulierung der Temperatur der Messspule 12 kann eine Anordnung einer mittels Kühlflüssigkeit oder Kühlluft wirkenden Kühleinrichtung vorgesehen sein. Die Messspule 12 ist durch eine Leitung 15 mit einem Geber 16 verbunden, dem zwei Schwingkreise zugeordnet sind. wobei die Messspule 12 dem ersten Schwingkreis angehört, der eine variable Eigenfrequenz aufweist, welche derjenigen des zweiten, mit einer Justier-Einrichtung 35 verbundenen, fest abstimmbaren Schwingkreises überlagert ist.
Der Geber 16 ist ein integrierter Bestandteil einer Auswerteschaltung 18, die aus einem mit dem Geber 16 verbundenen Schmitt-Trigger 17 besteht. An dem Schmitt-Trigger 17 angeschlossen ist ein die variierenden überlagerten Frequenzen feststellender Frequenzzähler 19 und ein auf die veränderliche zu den Füllstandshöhen wirkender Vergleicher 20. An den Frequenzzähler 19 ist ein Istwertanzeiger 22 und an den Vergleicher 2() mindestens zwei Sollwertstellen 23 und 24 ange
schlossen. Die Auswerteschaltung 18 ist über je eine Steuerleitung 32, 33, 34 mit der Steuerung 8 und deren Timer 21 und somit mit der Stelleinrichtung 3 verbunden. Hierbei ist bei spielswelse die Steuerleitung 32 für den Impuls Stopfen anhehcn . die Steuerleitung 33 für den Impuls Stopfen senken und die Steuerleitung 34 für den Impuls Stopfen schliessen vorgesehen.
Die Wirkungsweise vorliegender Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass die Messspule 12 mit einem Abstand 25, der mit einem Anzeigegerät sichtbar gemacht ist, zu einem vorgesehenen, veränderbaren Schmelzspiegel 26 eingestellt wird. Wird der Steuerung 8 ein Signal erteilt, erfolgt eine Betätigung von der Stelleinrichtung 3 auf den Stopfen 2, der damit angehoben wird und die Schmelze 9 in einem Schmelzstrahl 6 durch die Eingussöffnung 5 der Giessform 4 zugeführt werden kann.
Sobald die in der Eingussöffnung 5 ansteigende Schmelze 9 eine vorgegebene Füllstandshöhe 27 erreicht hat, erfolgt eine Beeinflussung des magnetischen Feldes der Messspule 12 durch die Schmelze 9, wodurch ein Signal zur Auswerteschaltung 18 geleitet wird und von da über die Steuerung X ein Impuls zur Stelleinrichtung 3. wodurch der Stopfen 2 in seiner Lage zur Ausflussöffnung 11 verändert wird und damit die Ausflussmenge der Schmelze 9 reguliert. In Abhängigkeit der Schluckmenge der Giessform 4 verändert sich in der Folge die Füllstandshöhe 28 stetig, wodurch analog eine wechselnde Beeinflussung des Magnetfeldes der Messspule 12 eintritt und damit wiederum über die Auswerteschaltung 18 die Steuerung 8 und den Stopfen 2 eine Regulierung der Ausflussmenge der Schmelze 9, die demnach verringert oder vergrössert wird.
Dieser Vorgang wiederholt sich so lange, bis die Giessform 3 bzw.
deren Giesssystem gefüllt ist und die Schmelze 9 ohne Schwankung bis zu einem vorgegebenen maximalen Füllstand 29 angestiegen ist. Bei diesem maximalen Füllstand 29 erfolgt in vorbeschriebenem Funktionsablauf ein Signal an die Auswerteschaltung 18. von welcher über die Steuerung 8 an die Stelleinrichtung 3 ein Impuls erfolgt und damit eine Betätigung des Stopfens 2. wodurch der Zufluss von Schmelze 9 unterbrochen wird.
Da die Zufuhr der Schmelze 9 stets vom Schluckvermögen der Giessform 4 geregelt wird, ist in der Steuerung 8 ein Timer 21 eingebaut, der bei Störungen des Energiesystems oder bei fehlerhaften Giessformen 4 den Schmelzzufluss nach einer vorgegebenen Zeit unterbricht.
Durch die mit der vorliegenden Erfindung erreichbaren Reproduzierbarkeit der Füllstandshöhe der Schmelze ist ein optimales Verhältnis von zugeführter zu benötigter Füllmenge der Giessform erreichbar, was sich vorteilhaft auf die Wirtschaftlichkeit einer Giesseinrichtung auswirkt.
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PATENT CLAIMS
1. Control device for the supply of a melt into a casting mold, with an adjusting device regulating the flow rate from a casting container, which is connected to a controller that is connected to an evaluation circuit which is influenced by the level of the melt in the casting mold characterized in that between the upper side of the casting mold (10) in the region of the pouring opening (5) and the outflow opening (11) of the casting container (1) at least one annular, current-carrying measuring coil (12) surrounding the melt jet (6) is provided, which according to the The extent to which their magnetic field is influenced by the melt (9) generates a variable signal for the actuating device (3).
2. Control device according to claim 1, characterized in that the measuring coil (12) belongs to a first resonant circuit, the variable natural frequency of which is superimposed on that of a second, permanently tunable resonant circuit.
3. Control device according to claim 1, characterized in that the distance between the measuring coil (12) and the upper side of the casting mold (10) is smaller than that of the outflow opening (11) of the casting container (1).
4. Control device according to claim 1, characterized in that the measuring coil (12) is arranged adjustable in position.
5. Control device according to claim 1, characterized in that the measuring coil (12) is designed to be heat-resistant.
The invention relates to a control device for the supply of a melt into a casting mold, with an adjusting device which regulates the flow rate from a casting container and which is connected to a control which is connected to an evaluation circuit which is influenced by the level of the melt in the casting mold .
In this context, a device for displaying the level of molten metal in a casting mold is known - DT-OS 2 108 000 - in which a sensor made of a heat-resistant material is inserted into a predetermined position in the mold by a lifting device. When the probe touches the molten metal in the mold, an indicator generates a signal that the
The casting process is ended and at the same time the sensor is moved upwards into a position outside the mold. With such a device it is possible that
To automatically interrupt the pouring process at a predetermined level, but there is no possibility of changes that react during the filling process or with those that occur in successive forms, such as unequal swallowing capacity.
In addition, the arrangement of the sensor and its setup requires space. which severely impedes the supply of the melt and requires special facilities to protect against external influences such as dust and thermal radiation.
The invention is based on the object. to create a control device regulating the flow of melt into a casting mold, which can be influenced in a contactless manner by the melt and its filling level in the pouring opening of the casting mold and independent of external influences, such as
Dust and heat, a reproducibility of the level of the melt in the casting mold is guaranteed.
The solution to this problem is that between the upper side of the casting mold in the area of the pouring opening and the outflow opening of the casting container, at least one annular measuring coil, which surrounds the melt jet, is provided with a current flowing through it. which generates a variable signal for the actuating device according to the extent of the influence on its magnetic field by the melt.
In this way a closed control loop is created. which enables extensive, adaptable automation of the casting process and reproducibility of the fill level of the melt in the casting mold.
An exemplary embodiment of the invention is described below with reference to the drawing.
The figure shows in simplified form a device during a pouring process, with a pouring container 1 provided as a stopper pan with a stopper 2 and its adjusting device 3 and a casting mold 4 with a pouring opening 5. The adjusting device 3 can be actuated hydraulically, pneumatically, electrically or in combination be.
Instead of the stopper pan, a tilting vessel or the like could also be provided.
To generate a melt jet 6 with a time-variable outflow. According to the instantaneous swallowing capacity of the casting mold 4, the adjusting device 3 regulating the stopper position is connected via a line 7 to a control 8, which is influenced by a central control 31 in an automatic molding and casting system. However, it is easily possible to provide the control 8 also manually triggered.
In the example shown, the casting mold 4 is placed on a roller conveyor 30 of a casting system, with which the casting molds 4 can be brought under the casting container 1 one after the other. The accommodation of the casting molds 4 is not limited to a roller conveyor 30. Likewise, other known receiving devices associated with the respective molding and casting process can also be provided.
Between the upper side 10 of the casting mold in the area of the pouring opening 5 and the outflow opening 11 of the casting container 1, at least one measuring coil 12 through which current flows and is arranged around the circumference of the melt jet 6 is provided. The outflow opening 11 can also open into the pouring opening via a melt jet deflector known per se. The measuring coil 12 is held by a device 13 by means of which the measuring coil 12 can be set in its position relative to the pouring opening 5. The measuring coil 12 is designed to be annular. The distance between the measuring coil 12 and the upper side 10 of the casting mold can be provided to be smaller than that for the outflow opening 11 of the casting container 1.
A plate 14 provided with an opening is advantageously attached between the outflow opening 11 and the measuring coil 12, by means of which interfering influences directed towards the measuring coil 12, such as radiant heat from the casting container spout, and other influences can be avoided. To protect the measuring coil 12, it is designed with a heat-resistant sheathing.
To regulate the temperature of the measuring coil 12, an arrangement of a cooling device acting by means of cooling liquid or cooling air can be provided. The measuring coil 12 is connected by a line 15 to a transmitter 16 to which two oscillating circuits are assigned. wherein the measuring coil 12 belongs to the first oscillating circuit, which has a variable natural frequency which is superimposed on that of the second, permanently tunable oscillating circuit connected to an adjustment device 35.
The transmitter 16 is an integrated part of an evaluation circuit 18, which consists of a Schmitt trigger 17 connected to the transmitter 16. Connected to the Schmitt trigger 17 is a frequency counter 19 that detects the varying superimposed frequencies and a comparator 20 that acts on the variable relative to the filling level
closed. The evaluation circuit 18 is connected to the controller 8 and its timer 21 and thus to the actuating device 3 via a respective control line 32, 33, 34. In this case, the control line 32 for the impulse stopper is attached at spielswelse. the control line 33 for the pulse stopper lower and the control line 34 for the pulse stopper close provided.
The mode of operation of the present invention consists essentially in the fact that the measuring coil 12 is set at a distance 25, which is made visible with a display device, to a provided, changeable melting mirror 26. If a signal is given to the controller 8, the actuating device 3 actuates the stopper 2, which is thus raised and the melt 9 can be fed in a melt jet 6 through the pouring opening 5 of the casting mold 4.
As soon as the melt 9 rising in the pouring opening 5 has reached a specified fill level 27, the magnetic field of the measuring coil 12 is influenced by the melt 9, whereby a signal is sent to the evaluation circuit 18 and from there a pulse to the setting device 3 via the controller X As a result of which the stopper 2 is changed in its position relative to the outflow opening 11 and thus regulates the outflow quantity of the melt 9. Depending on the amount swallowed by the casting mold 4, the filling level 28 changes continuously, which analogously changes the influence of the magnetic field of the measuring coil 12 and, in turn, the controller 8 and the plug 2 regulate the outflow amount of the melt 9 via the evaluation circuit 18 which is accordingly reduced or increased.
This process is repeated until the mold 3 or
whose casting system is filled and the melt 9 has risen without fluctuation up to a predetermined maximum fill level 29. At this maximum fill level 29, a signal is sent to the evaluation circuit 18 in the above-described functional sequence, from which a pulse is sent via the controller 8 to the actuating device 3 and thus an actuation of the plug 2, whereby the flow of melt 9 is interrupted.
Since the supply of the melt 9 is always controlled by the swallowing capacity of the casting mold 4, a timer 21 is built into the controller 8, which interrupts the melt flow after a predetermined time if the energy system is faulty or if the casting molds 4 are faulty.
Due to the reproducibility of the fill level of the melt that can be achieved with the present invention, an optimal ratio of the supplied to the required fill quantity of the casting mold can be achieved, which has an advantageous effect on the economy of a casting device.