DE10033904A1 - Schieberverschluss zum Vergiessen von Metallschmelze, sowie eine dazugehörige feuerfeste Platteneinheit - Google Patents

Abstract

Bei einem Schieberverschluss zum Vergießen von Metallschmelze sind eine Schieberplatte und ein stationäres Verschlussteil mittels Federorganen oder durch andere Mittel gegeneinander verspannt. Es ist ein an einer Gießform oder dergleichen befestigbarer Gehäuserahmen vorgesehen, in dem ein lösbares Gehäuseteil fixiert ist, in welchem die Federorgane gehalten und in dem das stationäre Verschlussteil sowie die Schieberplatte aufnehmbar sind. Damit ist ein sicherer Betrieb und ein einfaches und schnelles Montieren bzw. Demontieren des Schieberverschlusses ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schieberverschluss zum Ver­ giessen von Metallschmelze, mit wenigstens einem stationä­ ren Verschlussteil an einer Giessform oder dergleichen, sowie mit einer zu diesem beweglichen Schieberplatte, so­ wie eine dazugehörige feuerfeste Platteneinheit.

Bei einem bekannten Schieberverschluss für eine Druck­ giessseinrichtung nach der Druckschrift CH-A-415 972 ist das Steigrohr eines Giessofens am oberen Ende mit einer den Schmelzofen abdichtenden Abdeckplatte versehen. Auf dieser Abdeckplatte ist ein Schieberverschluss mit einer feststehenden Platte, darüber einer Schieberplatte und einem oberhalb dieser vorhandenen Blockteil angeordnet, auf welchen die Giessform stellbar ist.

Bei einem anderen Schieberverschluss gemäss der Druck­ schrift DE-A-12 93 962 ist derselbe auf der Unterseite der Giessform montiert. Der Schieberverschluss ist hierbei mit einem unteren Abschlussteil, der Schieberplatte und einer oberhalb dieser befindlichen stationären Platte zusammen­ gesetzt.

Bei diesen bekannten Schieberverschlüssen besteht der grundsätzliche Nachteil darin, dass eine Dichtheit zwi­ schen der Schieberplatte und dem unterhalb bzw. über ihr befindlichen Teil, mit dem sie jeweils beim Öffnen bzw. Schliessen in Gleitkontakt steht, nicht gewährleistet ist. Hieraus kann zwischen diesen sehr leicht Metallschmelze, welche üblicherweise eine geringe Viskosität aufweist, einfliessen. Zwischen diese Platten eingezogene Schmelze verfestigt sich in der Regel schnell, was bereits nach wenigen Verschiebebewegungen zu einem Blockieren der Schieberplatte führen kann.

Der vorliegenden Erfindung wurde demgegenüber die Aufgabe zugrundegelegt, einen Schieberverschluss zu schaffen, wel­ cher derart ausgestaltet ist, dass sich mit ihm ein zu­ verlässiger und wirtschaftlicher Betrieb einer Druckgies­ seinrichtung oder dergleichen insgesamt ergibt und hierbei dessen Schieberplatte bzw. Verschlussteile eine lange Haltbarkeit aufweisen sollen.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Schieberplatte und das wenigstens eine stationäre Verschlussteil mittels Federorganen oder durch andere Mit­ tel gegeneinander verspannt sind.

Mit diesem erfindungsgemässen Schieberverschluss sind op­ timale Voraussetzungen für ein wirtschaftliches Einsetzen eines Schieberverschlusses in einer solchen Druckgiessein­ richtung oder dergleichen geschaffen worden. Die Schieber­ platte und die Verschlussteile können hierbei ohne Aus­ wechslung bis zu mehreren hundert Eingüssen von Schmelze in die Giessform oder dergleichen verwendet werden.

Bei einer sehr vorteilhaften Ausführung ist ein an der Giessform oder dergleichen befestigbarer Gehäuserahmen vorgesehen, in dem ein lösbares Gehäuseteil fixiert ist, an welchem die Federorgane gehalten und der stationäre Verschlussteil sowie die Schieberplatte aufnehmbar sind. Mit dieser Wegnehmbarkeit des Gehäuseteils vom Gehäuserah­ men kann eine sehr einfache und schnelle Demontage bzw. Montage des Verschlusses an der Giessform erzielt werden.

Für eine maximal mögliche Standzeit weisen die feuerfeste Schieberplatte und das wenigstens eine Verschlussteil als Hauptbestandteil Graphit, Al-Titanat oder Zirkon auf.

Ausführungsbeispiele sowie weitere Vorteile der Erfindung sind anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt eines Schieberverschlusses einer teilweise dargestellten Druckgiesseinrich­ tung nach der Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht des Schieberverschlusses gemäss Fig. 1;

Fig. 3 einen Längsschnitt des Schieberverschlusses ge­ mäss Fig. 1;

Fig. 4 einen teilweisen Querschnitt eines Schieberver­ schlusses, und

Fig. 5 einen Längsschnitt einer weiteren Variante eines Schieberverschlusses.

Fig. 1 bis Fig. 3 zeigen einen Schieberverschluss 20, der zum Öffnen und Schliessen einer Durchgangsöffnung 13, 14 dient. Der Schieberverschluss 20 weist ein oberes und ein unteres stationäres Verschlussteil 21, 22 sowie eine zwi­ schen diesen bewegliche Schieberplatte 24 auf, wobei diese mit der Schmelze in Berührung gelangenden Teile aus einem feuerfesten Material hergestellt sind.

Andeutungsweise ist von einer Druckgiesseinrichtung, wel­ che vorzugsweise zum steigenden Giessen einer Leichtmetall-Legierung dient, das obere Ende Steigrohres 11, 12 von einem Giessofen ersichtlich, durch welches die Schmelze nach oben in eine ansatzweise gezeigte Giessform 15 gebracht wird, hierzu je eine Durchgangsöffnung 13, 14 vorgesehen ist, wobei zwischen dem Steigrohr 11, 12 und der Giessform 15 der Schieberverschluss 20 mit dem Ver­ schlussteil 21 und der Schieberplatte 24 angeordnet ist.

Erfindungsgemäss ist die Schieberplatte 24 mittels Feder­ organen 25 an das obere stationäre Verschlussteil 21 oder durch andere Mittel an das untere Verschlussteil 22 an­ pressbar. Das obere Verschlussteil 21 und die unterhalb diesem gleitende Schieberplatte 24 sind von den Federorga­ nen 25 aneinander gepresst und der Giessform 15 zugeord­ net, das derweil das untere Verschlussteil 22 dem Steig­ rohr 11, 12 zugeordnet ist. Die Schieberplatte 24 ist beim Aufsetzen der Giessform 15 auf den Giessofen dicht auf die obere Gleitfläche 22' des Verschlussteils 22 angepresst, wobei die Mittel für dieses Anpressen durch das Eigenge­ wicht der Giessform 15 und/oder durch ein zusätzliches nicht näher gezeigtes Verspannmittel vorgesehen sein kön­ nen. Dieses Verspannmittel kann beispielsweise ein Andock­ mechanismus sein, mittels dem die Giessform auf dem Ofen positioniert und festgespannt wird.

Das untere Verschlussteil 22 weist einen zu der Oberseite 16' des Steigrohres überstehenden Kragen 22" auf, der eine solche Höhe und Breite aufweist, dass die Federorgane 25 mit Kipphebeln 26 die Schieberplatte 24 beidseitig un­ tergreifen können. Im Prinzip könnte auch die Schieber­ platte 24 auf ihrer Unterseite einen entsprechenden Kragen aufweisen.

Bei einer im Rahmen der Erfindung sehr vorteilhaften Aus­ führung ist ein an der Giessform 15 oder dergleichen be­ festigbarer Gehäuserahmen 32 vorgesehen, in dem ein lös­ bares Gehäuseteil 35 fixiert ist, an welchem die Feder­ organe 25 gehalten und das stationäre Verschlussteil 21 sowie die Schieberplatte 24 aufnehmbar sind.

Der Gehäuserahmen 32 und das in ihm lösbare Gehäuseteil 35 weisen beidseitig miteinander korrespondierende Führungs­ flächen 33, 34 auf, wobei die eine Führungsfläche des Ge­ häuserahmens 32 derart annähernd in ihrer Längsausdehnung verschiebbar gehalten ist, dass das Gehäuseteil 35 in ihm verspannt bzw. von demselben gelöst werden kann.

Zu diesem Zwecke ist die Führungsfläche 33 des Gehäuserah­ mens 32 von einem an einer Führungsstange 36 vorstehenden Keil 33' gebildet. Diese Führungsstange 36 ist in dem Ge­ häuserahmen 32 längsverschiebbar gehalten und kann von ausserhalb des Rahmens 32 in eine das Gehäuseteil 35 ver­ spannende Position 36.2, wie dargestellt, bzw. in eine gelöste Position 36.1 geschoben werden, bei welcher das Gehäuseteil 35 aus dem Rahmen 32 insbesondere für einen Wechsel der Platten 21, 24 herausgenommen werden kann, indessen der Rahmen 32 an der Giessform oder dergleichen verbleibt. Die Führungsflächen 33 des Keils 33' und des Gehäuseteils 35 sind zu der Verschieberichtung des Keils 33' in einem Winkel von einigen Graden angeordnet, so dass in der Position 36.2 eine nicht lösende Keilverspannung entsteht.

Auf der gegenüberliegenden Seite sind die Führungsflächen 34 parallel zu der Verschieberichtung der Führungsstange 36 und im Querschnitt betrachtet, mit einer Schräge verse­ hen, damit das Gehäusteil 35 in den Rahmen 32 quasi ein­ hängt werden kann und er anschliessend durch Verschieben des Keils 33' darin fixiert ist.

Das Steigrohr weist ein feuerfestes Giessrohr 11 und ein dieses haltendes Metallrohr 12 mit einem oberen Flansch 12' auf, der auf einem Balg 17 befestigt ist. Dieser vor­ teilhaft aus einem Metallblech hergestellte Balg 17 ist mit einer solchen Steifigkeit versehen, dass mit dem unte­ ren Verschlussteil 22 eine beschränkte schwimmende Lage­ rung gebildet ist, damit ein ganzflächiges Anliegen beim Andrücken der Schieberplatte 24 gegen dieses Verschlußteil 22 und damit eine optimale Abdichtung zwischen den beiden gewährleistet ist. Auf der Unterseite liegt das Verschlussteil 22 ausserdem dichtend an einem im Metall­ rohr 12 gehaltenen feuerfesten Giessrohr 11 an, welches mit seinem unteren Ende in die Schmelze ragt.

Die Federorgane 25 weisen - wie dies auch in Fig. 2 ersichtlich ist - beidseitig zu der Platte 24 je einen Kipphebel 26 auf, der jeweils an Laschen 28 gelenkig gela­ gert und von Federelementen 29 auf der der Platte 24 abge­ kehrten Seite beaufschlagt ist, derart, dass die vorderen Enden der Kipphebel 26 die Schieberplatte nach oben gegen das Verschlussteil 21 drücken, welches in einem Gehäuse­ rahmen 32 gehalten ist. Der Gehäuserahmen 32 ist seiner­ seits auf der Unterseite der Giessform 15 befestigt. Fer­ ner ist noch eine mit der Schieberplatte stirnseitig ge­ koppelte Antriebsstange 33 angedeutet, die einem nicht näher gezeigten Antriebsorgan zugehört.

Diese Druckgiesseinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die nacheinander mit Schmelze zu füllenden Giessfor­ men einfach und schnell auf dem Giessofen positioniert, gefüllt und durch eine nächste Giessform ersetzt werden können.

Gemäss Fig. 3 ist der Gehäuserahmen 32 mit seiner Unter­ seite 32' auf der zum Antriebsorgan abgekehrten Seite vor­ zugsweise oberhalb der unteren Gleitfläche 24' der Schie­ berplatte 24 angeordnet. Hierdurch kann die Giessform 15 zusammen mit dem auf ihrer Unterseite befestigten Schiebe­ verschluss 20 in Längsrichtung der Schieberplatte 24 in der Weise herangeführt werden, dass der Kragen 22" des zum Giessofen gehörenden Verschlussteils 22 zwischen die Kipphebel 26 zu liegen kommt und die Giessform 15 nach Erreichen der Giessposition auf dieses Verschlussteil 22 abgesenkt werden kann.

Fig. 4 zeigt eine Variante einer Druckgiesseinrichtung, welche an sich gleich wie diejenige nach Fig. 1 aufgebaut ist, daher auf die obigen Erläuterungen verwiesen wird. Der einzige Unterschied besteht darin, dass das untere stationäre Verschlussteil 42 nicht dem Steigrohr 41, son­ dern der Giessform zugeordnet ist. Dementsprechend sind das obere und das untere Verschlussteil 21, 42 als auch die Schieberplatte 24 von Kipphebeln 46 der Federorgane 45 im Gehäuserahmen 32 gegeneinander verspannt. Dieses untere Verschlussteil 42 kommt beim Heranführen der Giessform auf den vorstehenden Kragen 41' des Steigrohres 41 zu liegen. Dies bietet den Vorteil, dass keine Verschiebung zwischen diesen beiden stattfindet und dass zwischen der Schieber­ platte 24 und dem oberen bzw. dem unteren Verschlussteil 21, 42 eine definierte Verspannkraft vorliegt.

Fig. 5 zeigt einen Schieberverschluss 50, der im Unterschied zu demjenigen nach Fig. 1 nicht an der Giess­ form 65, sondern auf dem andeutungsweise gezeigten Giess­ ofen 61 befestigt ist. Die vereinfacht dargestellte Giess­ form 65 wird demgemäss an dem an der Giessform verbleiben­ den Schieberverschluss 50 befestigt und wieder gelöst.

Zweckmässigerweise hat der Schieberverschluss 50 einen auf dem Giessofen 61 befestigten Gehäuserahmen 52, in dem ein unteres stationäres feuerfestes Verschlussteil 63 stirnseitig von einer Spannschraube 66 oder dergleichen fixiert ist. Die oberhalb des Verschlussteiles 63 gleitend angeordnete Schieberplatte 54 ist in einem Schieberrahmen 56 gehalten, der seinerseits von einem von einem Antriebs­ organ 69 verstellbaren Schieber 57 mitgenommen ist. Dieser Schieber 57 ist auf Gleitschienen 58 geführt, die oben am Gehäuserahmen 52 befestigt sind. Zwischen der Schieber­ platte 54 und der Giessform 65 als auch zwischen dem Ver­ schlussteil 53 und dem Steigrohr 62 sind ferner noch Ab­ dichtungen 63, 64 vorgesehen.

Erfindungsgemäss sind zwischen der Giessform 65 und dem Giessofen 61 Federorgane 55 angeordnet, die vorliegend im Schieber 57 integriert sind und eine Verspannung der Schieberplatte 54 mit dem Verschlussteil 53 bewirken. Mit dieser Anordnung lassen sich mehrere hundert Füllungen der Giessformen ausführen, ohne dass die Schieberplatte 54 oder das Verschleissteil 53 ausgewechselt werden müssten.

Es ist ferner andeutungsweise noch die Schmelze 68 während dem Auffüllvorgang dargestellt. Sobald die Giessform 65 voll ist, wird dieselbe vom angesteuerten Antriebsorgan 69 zusammen mit der Schieberplatte 54 in die Schliessstellung geschoben. Eine Zufuhrleitung 67 für ein Kühlmittel ober­ halb der Schieberplatte 54 in eine die Mündungsöffnung der Giessform 65 umgebenden Ringnut 67' ermöglicht ein beschleunigtes Abkühlen und somit ein schnelles Erstarren der Schmelze 68, so dass die Giessform vom Schieber­ verschluss 50 weggenommen und eine neue leere Giessform auf die Schieberplatte gesetzt werden kann.

Die Schieberplatte 54 bzw. das zu ihr angrenzende Verschlussteil 53, welche die Schliessfläche bilden, sind jeweils mit solchen Durchgangsöffnungen 53', 54' versehen, dass sie ausgehend von der Schliessfläche im Durchmesser nach oben bzw. nach unten erweitert sind. Damit kann die in der Durchgangsöffnung 54' der Schieberplatte 54 erstarrte Schmelze beim Wegnehmen der Giessform 65 pro­ blemlos herausgenommen werden.

Als weiterer Beitrag für die Wirtschaftlichkeit der erfin­ dungsgemässen Druckgiesseinrichtung ist eine feuerfeste Platteneinheit vorgesehen, die aus wenigstens einem stä­ tionären Verschlussteil 21, 22, 42, 53 und einer Schieber­ platte 24, 54 besteht, bei denen die folgenden Material­ kombinationen bei der Herstellung verwendet werden:

Bei der Schieberplatte 24, 54 wird als Hauptbestandteil Graphit und bei dem wenigstens einen angrenzenden statio­ nären Verschlussteil 21, 22, 42, 53 wird als Hauptbestand­ teil Graphit, Al-Titanat oder Zirkon verwendet. Selbstver­ ständlich kann dies auch im umgekehrten Sinne vorgesehen sein, d. h. für das Verschlussteil wird Graphit und für die Schieberplatte Graphit, Al-Titanat oder Zirkon verwendet.

Die Erfindung ist mit den oben erläuterten Ausführungsbei­ spielen ausreichend dargetan. Die Konstruktion des Giess­ ofens mit dem Steigrohr kann selbstverständlich anders als dargestellt aussehen. Im Prinzip könnte das Steigrohr selbst eine obere plane Stirnfläche und damit das Verschlussteil bilden, auf welchem die Schieberplatte gleitend angeordnet wäre.

Claims (12)

1. Schieberverschluss zum Vergiessen von Metallschmelze, mit wenigstens einem stationären Verschlussteil (21, 42, 53) an einer Giessform oder dergleichen, sowie mit einer zu diesem beweglichen Schieberplatte (24, 54), dadurch gekennzeichnet, dass die Schieberplatte (24, 54) und das wenigstens eine stationäre Verschlussteil mittels Federorganen (25, 45, 55) oder durch andere Mittel gegeneinander ver­ spannt sind.

2. Schieberverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein an der Giessform (15) oder dergleichen be­ festigbarer Gehäuserahmen (32) vorgesehen ist, in dem ein lösbares Gehäuseteil (35) fixiert ist, an welchem die Federorgane (25) gehalten und in dem das stationä­ re Verschlussteil (21) sowie die Schieberplatte (24) aufnehmbar sind.

3. Schieberverschluss nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuserahmen (32) und das in ihm lösbare gehaltene Gehäuseteil (35) beidseitig miteinander kor­ respondierende Führungsflächen (33, 34) aufweisen, wobei die eine Führungsfläche des Gehäuserahmens (32) derart annähernd in ihrer Längsausdehnung verschiebbar gehalten ist, dass das Gehäuseteil (35) in ihm verspannt bzw. von ihm gelöst werden kann.

4. Schieberverschluss nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsfläche des Gehäuserahmens (32) an einem an einer Führungsstange (36) vorstehenden Keil (33') gebildet ist, wobei die Führungsstange (36) mit dem Keil (33') in dem Gehäuserahmen (32) in eine das Gehäuseteil (35) verspannende Position (36.2) bzw. in eine das Gehäuseteil (35) lösende Position (36.1), längsverschiebbar ist.

5. Schieberverschluss nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Verschlussteil (22) einen zu der Ober­ seite (16) eines Giessofens oder dergleichen überste­ henden Kragen (22") aufweist, der eine solche Höhe und Breite aufweist, dass die Federorgane (25) mit ihren Kipphebeln (26) die Schieberplatte (24) beidsei­ tig untergreifen können.

6. Schieberverschluss nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuserahmen (32) mit seiner Unterseite (32') auf der zum Antriebsorgan der Schieberplatte (24) abgekehrten Seite vorzugsweise oberhalb der unte­ ren Gleitfläche (24') der Schieberplatte (24) angeord­ net ist.

7. Schieberverschluss nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das obere und das untere Verschlussteil (21, 42) als auch die Schieberplatte (24) von den Federorganen (45) in dem an der Giessform (15) befestigten Gehäuse­ rahmen (32) gegeneinander verspannt sind.

8. Schieberverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein auf dem Giessofen (61) oder dergleichen be­ festigter Gehäuserahmen (52) vorgesehen ist, in dem ein unteres stationäres feuerfestes Verschlussteil (63) fixiert ist, indessen die oberhalb des Verschlussteiles (63) gleitend angeordnete Schieber­ platte (54) in einem Schieberrahmen (56) gehalten ist, der seinerseits von einem Schieber (57) mitgenommen ist, wobei die Schieberplatte (54) von Federorganen (55), die im Schieber (57) integriert sind, gegen das Verschlussteil (63) verspannt ist.

9. Schieberverschluss nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, . dadurch gekennzeichnet, dass eine Zufuhrleitung (67) und eine mit dieser ver­ bundene, in eine die Mündungsöffnung der Giessform (65) oder dergleichen umgebenden Ringnut (67') für ein Kühlmittel oberhalb der Schieberplatte (54) angeordnet ist.

10. Feuerfeste Platteneinheit für eine Druckgiesseinrich­ tung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die aus wenigstens einem stätionären Verschlussteil (21, 22, 42, 53) und einer Schieberplatte (24, 54) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Schieberplatte (24, 54) und das wenigstens eine angrenzende Verschlussteil (21, 22, 42, 53) als Hauptbestandteil Graphit, Al-Titanat oder Zirkon auf­ weisen.

11. Feuerfeste Platteneinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schieberplatte (54) bzw. das zu ihr angren­ zende Verschlussteil (53), welche die Schliessfläche bilden, jeweils mit solchen Durchgangsöffnungen (53', 54') versehen sind, dass sie ausgehend von der Schliessfläche im Durchmesser nach oben bzw. nach un­ ten erweitert sind.

12. Feuerfeste Platteneinheit nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schieberplatte (24, 54) als Hauptbestandteil Graphit und das wenigstens eine angrenzende Verschlussteil (21, 22, 42, 53) als Hauptbestandteil Graphit, Al-Titanat oder Zirkon oder vice versa auf­ weisen.