DE1151357B - Vorrichtung zur automatischen dosierten Abgabe von schmelzfluessigem Metall aus einem geschlossenen Kessel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur automatischen dosierten Abgabe von schmelzflüssigem Metall aus einem geschlossenen Kessel mittels einer in das Metallbad eintauchenden, von außen angetriebenen Umlaufpumpe, die mit einer Abgabedüse verbunden ist, deren Abgabestelle über dem Badniveau liegt.

Beim Betrieb von Kaltkammer-Druckgießmaschinen wird das Metall aus einem Schmelzkessel oder aus einem Vorratskessel in die Kaltkammer geschöpft, bevor man mit dem Gießen beginnt, und es wurden bereits Maschinen zum automatischen Schöpfen des Metalls entwickelt, um das Schöpfen von Hand zu ersparen.

Eine solche Maschine eignet sich jedoch nicht für Magnesium, das eine so große Affinität für Sauerstoff und Stickstoff hat, daß es nicht der Luft ausgesetzt werden darf, und das geschmolzene Metall darf durch die Verwendung eines Schöpfers nicht in turbulente Strömung versetzt werden. Das Metall im Schmelzkessel kann zum Teil durch eine sogenannte »Schwefeldecke« geschützt werden. Da diese Decke aber keinen vollen Schutz bietet, so entsteht eine Schicht von Magnesiumoxyd und -nitrat an der Oberfläche des Metalls. Diese Oxydhaut muß zur Seite geschoben werden, bevor die Bedienungsperson ihren Schöpfer eintauchen kann, um das erforderliche Metall herauszunehmen.

Darüber hinaus trifft, während das Metall aus dem Kessel in die Kaltkammer übergeführt wird und während das Metall in die Kokille gegossen wird, eine weitere Oxydation des Metalls auf, wodurch das Metall manchmal zu brennen beginnt. Es ist offensichtlich, daß Teile der Oxyde in die Kokille eintreten und das darin enthaltene Metall verderben können und ein Gußstück ergeben, in dem Oxyde und Nitrite enthalten sind. Dieses Problem gewinnt um so mehr an Bedeutung, je größer die zu vergießende Metallmenge ist, d. h. je größer die Gußstücke sind.

Eine automatische Schöpfvorrichtung, wie sie bei Kaltkammer-Druckgießmaschinen für Aluminium verwendet wird, ist für Magnesium nicht brauchbar, da die Metalloberfläche im Kessel dadurch zu stark aufgewirbelt wird. Man würde die Oxydhaut an der Oberfläche mitnehmen, und das am Schöpfer haftende Metall würde so stark oxydieren, daß es zu brennen anfinge.

Es ist weiter bei Druckgießmaschinen eine Abmeßvorrichtung für das zu vergießende Metall bekannt, die aus einem luftdicht abgeschlossenen Behälter besteht und bei der die im Schmelzbehälter liegende Öffnung der zur Abgabestelle des Metalls führenden Vorrichtung zur automatischen dosierten

Abgabe von schmelzflüssigem Metall

aus einem geschlossenen Kessel

Anmelder:

National Lead Company,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. F. Zumstein
und Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Assmann,
Patentanwälte, München 2, Bräuhausstr. 4

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 2. August 1955 (Nr. 525 942)

Alfred Ferdinand Bauer, Toledo, Ohio (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

Leitung durch ein Ventil geschlossen bzw. geöffnet wird. Bei dieser bekannten Anordnung erfolgt die Förderung unter dem Einfluß des Eigengewichts des Metalls, so daß nur der Teil des geschmolzenen Metalls durch die Öffnung fließen kann, der oberhalb des obersten Teils der Abgabedüse liegt. Die Arbeitsweise dieser bekannten Vorrichtung ist demnach vom Volumen des in dem Warmhalteofen enthaltenen Metalls abhängig, das hierbei in diesem Ofen auf einer Höhe gehalten werden muß, die merklich über der Höhe des Auslaßendes des Abgaberohres liegen muß, damit der notwendige Druck überhaupt gegeben ist, daß das Metall nach dem Öffnen des Ventils aus diesem Abgaberohr ausfließen kann. Demgemäß sind bei dieser bekannten Vorrichtung auch keine Mittel vorgesehen, durch die das Metall innerhalb des Ofens in Umlauf gesetzt wird, um eine gleichmäßige Temperaturverteilung zu erhalten.

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung zur automatischen Abgabe von geschmolzenem Metall, bei der die Abgabestelle der Düse über Niveau des Metalbades im Kessel liegt, sind ein von Hand aus zu betätigendes Ventil zum Auslassen des geschmolzenen Metalls aus dem Kessel und ein die Umlaufpumpe steuerndes Ventil außerhalb des Metallbades

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bzw. des Kessels angeordnet. Auch, hierbei wird das geschmolzene Metall, wenn keine Pumpwirkung erforderlich ist, nicht in Umlauf gehalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die obenerwähnten Nachteile zu beseitigen und eine Vorrichtung zur automatischen dosierten Abgabe von schmelzflüssigem Metall zu schaffen, die insbesondere für die Lieferung von geschmolzenem Magnesium in die Kammer einer Gießmaschine geeignet, jedoch nicht auf diesen Verwendungszweck allein beschränkt ist. Des weiteren soll dabei die Oberfläche des geschmolzenen Metalls nicht gestört oder aufgerührt werden, vielmehr soll das Metall aus der Mitte des Kessels herausgenommen werden, wo es am reinsten ist. Die abgegebene Metallmenge wird genau abgemessen, und die abzugebende Metallmenge kann leicht durch eine einfache Einstellung eines Zeitgebers variiert werden. Ferner soll das schmelzflüssige Metall, solange es nicht zur Abgabedüse geführt wird, in dem Schmelzbehälter umgerührt werden können.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß zwischen die Umlaufpumpe und die Abgabedüse ein doppeltwirkendes, im Metallbad befindliches Ventil eingeschaltet ist, das von außen derart zu betätigen ist, daß in Offenstellung des bewegbaren Ventilteils die Umlaufpumpe in die Abgabedüse fördert, während bei Verschlußstellung des bewegbaren Ventilteiles die Verbindung zur Abgabedüse gesperrt ist, so daß flüssiges Metall durch eine nunmehr freie Ringöffnung des Ventils innerhalb des Bades im Kreislauf gefördert wird, wobei die Abgabedüse bis zu ihrem Überlauf mit flüssigem Metall gefüllt bleibt.

Zur Erreichung der oben angegebenen allgemeinen Aufgabe und anderer, speziellerer, später erwähnter Ziele wurde gemäß der Erfindung eine Metallzumeßvorrichtung entwickelt, deren Einzelteile und deren Zusammenwirkung im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert werden, in der

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Metallzumeßvorrichtung darstellt;

Fig. 2 ist ein schematisches Schaltschema, aus dem die Steuerung der Vorrichtung entnommen werden kann, und

Fig. 3 ist ein Teilschnitt durch eine andere Ausführungsform der Düse, durch die die Zeit, in der das Metall dem Einfluß der Atmosphäre ausgesetzt ist, auf ein Minimum herabgedrückt wird.

Aus den Zeichnungen und insbesondere aus Fig. 1 ersieht man, daß die Metallzumeßvorrichtung einen Kessel 12 hat. Dieser Kessel kann ein Schmelzkessel oder ein Vorratskessel sein, in den von Zeit zu Zeit geschmolzenes Metall eingefüllt wird. Der Kessel 12 kann von einer nicht dargestellten Wärmequelle erwärmt werden, wodurch das Metall 14 im Schmelzzustand gehalten wird. Im vorliegenden Beispiel wird Magnesium verarbeitet; der Kessel ist daher oben verschlossen, was durch den Deckel 16 angedeutet ist. Dieser Deckel hat eine Beschickungsöffnung 18 mit einem Verschluß 20.

Die Zündvorrichtung umfaßt eine Umlaufpumpe 22, die vorzugsweise als Kreiselpumpe ausgebildet ist. Diese Pumpe wird über die Welle 24 von einem am Deckel 16 befestigten Motor 26 angetrieben. Von der Pumpe 22 aus führt seitlich nach oben eine Abgabedüse 28 zu einer Abgabestelle 30, die der Kaltkammer 32 der Druckgießmaschine zugeordnet ist. Die Zündvorrichtung weist ferner ein doppeltwirkendes Ventil 34 auf; dieses Ventil taucht in das Metallbad 14 ein, und es wirkt so mit der Pumpe 22 zusammen, daß das aus der Pumpe austretende Metall entweder zu der Düse 28 oder zurück in den Kessel geführt wird.

Das Ventil ist vorzugsweise als Kugelventil ausgebildet und hat eine Kugel 36, die durch eine Ventilstange 38 betätigt wird, die durch übliche Mittel, im vorliegenden Beispiel durch einen Luftzylinder 40 gehoben oder gesenkt wird. Wenn die Kugel 36 in ihrer unteren Lage aufliegt, dann strömt das gesamte von der Pumpe 22 gelieferte Metall nach oben durch die ringförmige Öffnung 42 und wird so zur Hauptmasse des Metalls zurückgeführt. Wenn die Kugel 36 andererseits bis in ihre obere Stellung angehoben ist, dann wird das von der Pumpe durch den Einlaß 44 angesaugte Metall zu der Düse 28 geführt.

Am Ende einer Zumessung bewegt sich die Kugel 36 des Ventils 34 nach unten und unterbricht einen weiteren Zustrom zu der Düse. Gleichzeitig verhindert es einen Rücklauf des Metalls von der Düse, so daß die Düse bis zur Spitze gefüllt bleibt und für die nächste Lieferung bereit ist. Dadurch spart man Zeit und erhöht die Genauigkeit der Zumessung. Weit wichtiger jedoch ist es, daß dadurch die Oxydation verringert wird. Bei einem Röhren- oder Düsensystem, durch das Metall durch Gasdruck im Kessel oder durch einen Sog durch die Düse abgegeben wird, wird das Rohr oder die Düse nach jeder Lieferung geleert. Wenn man ein derartiges System für geschmolzenes Magnesium verwendet, dann würde das Metall vom Rohr zurück in den Kessel laufen, und in das leere Rohr würde Luft eingesaugt.

In der Zwischenzeit hätte das geschmolzene Magnesium die Innenfläche des Rohres benetzt, und die Luft würde den Metallfilm oxydieren und Oxyde und Nitride erzeugen, die die nächste Beschickung verschlechtern würden. Bei längeren Arbeitspausen würde das im Rohr verbleibende Metall sogar zu brennen anfangen. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung bleibt das Rohr jedoch mit Metall gefüllt.

Um das Metall in der Düse 28 im Schmelzzustand zu erhalten, wird die Düse erwärmt, im vorliegenden Beispiel ist sie mit elektrischen Heizschlangen 46 umgeben, die wiederum in einem Wärmeisoliermantel 48 eingeschlossen sind. Die erwärmte Oberfläche der Düse ist vorzugsweise nach unten bis zu einer Stelle gezogen, die einem verhältnismäßig niedrigen Niveau des geschmolzenen Metalls im Kessel entspricht, was durch die Linie 50 angedeutet ist. Weiteres Metall kann durch die Beschickungsöffnung 18 in den Kessel eingeführt werden, um das Niveau beispielsweise bis zur Lime 52 zu erhöhen. Diese Niveauänderung kann vorgenommen werden, ohne daß die Zumessung der zu liefernden Menge beeinträchtigt wird, und es ist daher nicht erforderlich, den Kessel allzu oft nachzufüllen.

Der Raum über dem geschmolzenen Metall ist vorzugsweise mit Schwefeldioxyd oder einem anderen inerten Gas, beispielsweise Argon oder Neon, gefüllt, das durch das Einlaßrohr 54 eingeführt wird. Die Düse 28 kann mit einem Hilfsmotor 56 ausgestattet sein, durch das ein ähnliches inertes Gas an der Abgabestelle 30 angeliefert wird, an der das Metall, während es aus der Düse rinnt, kurzzeitig der Luft ausgesetzt ist. Als inertes Gas wird vorzugsweise ein verhältnismäßig schweres Gas verwendet, das die Luft verdrängt und daher jegliche Gefahr einer Oxydation herabsetzt.

Bei dem erfindungsgemäßen Zumeßsystem kann losläßt. Die Handsteuerung ist sehr bequem, wenn

man, anstatt inertes Gas zu verwenden, auf die Me- man die Arbeitszeit der Maschine einstellt oder

tallschmdze eine Deckschicht eines Flußmittels geben. man die Maschine wartet.

Das Flußmittel schmilzt und bildet eine Schutz- Es ist vorteilhafter, eine sehr geringe Umlaufgeschicht, die auf der Schmelze schwimmt, da das Fluß- 5 schwindigkeit der Pumpe zwischen den Zulieferunmittel leichter ist als das Metall. Deckschichten aus gen aufrechtzuerhalten, anstatt die Pumpe stillzule-Fiußmitteln wurden bereits bei Kippöfen verwendet. gen. Dadurch wird ein fortlaufender Betrieb garan-Sie konnten jedoch nicht angewandt werden, wenn tiert, und man erhält eine genauere Zumessung, da häufig geschöpft werden mußte, da diese Deckschicht während des Stillstandes du bewegten Teile aneinsonst immer wieder durch den Schöpfer unterbrochen io anderkleben können oder sich nur langsam auf worden wäre. Bei der erfindungsgemäßen Vorrich- Grund der erhöhten Reibung in Bewegung setzen tung ist jedoch eine solche Deckschicht aus Flußmit- können. Vorzugsweise verwendet man einen Druckteln durchaus möglich. luftmotor zum Antrieb der Pumpe, da dieser Motor Der Motor 26 für den Antrieb der Pumpe 22 ist einen sehr großen Geschwindigkeitsbereich von Null vorzugsweise als Preßluftmotor ausgebildet, und die 15 bis zu einer maximalen Drehzahl hat und da dieser Einrichtung 40 zur Betätigung des Ventils 34 besteht Motor mit geringerer Geschwindigkeit kontinuierlich vorzugsweise aus einem Luftzylinder. Die Kolben- umläuft, ohne daß Schwierigkeiten, wie eine Überstange 58 des Luftzylinders 40 ist an einem Hebel 60 hitzung od. dgl., auftreten können, womit man bei angelenkt, der bei 62 schwenkbar gelagert ist und bei einem Elektromotor rechnen müßte. 64 mit dem oberen Ende der Ventilbetätigungsstange 20 Das Ventil 72 ist vorzugsweise für eine volle Öff-38 verbunden ist. Die Luftzuführung zu diesen Em- nung und für vollen Verschluß vorgesehen. Es kann heiten wird vorzugsweise durch Magnetventile gesteu- jedoch auch zweckmäßig mit einer Umleitung über ert, wofür in Fig. 2 ein Beispiel dargestellt ist. Der ein von Hand einstellbares Ventil 102 ausgestattet Preßluftmotor ist mit 26 bezeichnet und der Luft- sein, dessen Einstellung üblicherweise unverändert zylinder mit 40. Durch die Leitung 70 wird Druckluft 25 bleibt. Die Einstellung kann so vorgenommen werzugeführt, und sie strömt, gesteuert durch das von der den, daß eine geringe Luftmenge über die Zweiglei-Magnetspule 74 betätigte Ventil 72, zu dem Motor tung geführt wird, damit der Motor 26 zwischen den 26. Die Luftzufuhr zum Zylinder 40 wird durch ein Zumessungen langsam weiter umlaufen kann. Beim Vierwegeventil 76 gesteuert, das von einer Magnet- Verschluß des Ventils 102 wird die Pumpe zwischen spule 78 betätigt wird. 30 den Zumessungen abgestellt. Bei voller Öffnung des Der Steuerungsstromkreis wird von den Leitungen Ventils 102 wird die Pumpe kontinuierlich mit hoher Ll und L 2 mit Strom versorgt. Durch einen Schalter Geschwindigkeit während und zwischen den Zumes-80 wird die Magnetspule 74 direkt mit der Leitung sungen angetrieben, und das System kann in diesem verbunden, so daß der Motor 26 ständig mit voller Fall durch den Wegfall des Magnetventils 72 verein-Umdrehungszahl läuft. Diese Anordnung kann für 35 facht werden. Ein langsamer Umlauf oder ein Stili-Prüfzwecke Verwendung finden. Ein zweipoliger setzen der Pumpe zwischen den Zumessungen ist von Doppelschalter 82 kann entweder von Hand oder Vorteil.

automatisch zur Inbetriebnahme der Zumeßvorrich- Für eine genaue Zumessung einer geschmolzenen tung eingeschaltet werden. Wenn der Schalter in die Metallmenge läßt man den Luftdruckmotor 26 voruntere Stellung gebracht wird, dann beginnt das Zu- 40 zugsweise von einer geringen bis zu einer hohen Gemessen, indem ein entfernt liegender Auslöseschalter schwindigkeit laufen, bevor man das Zumeßventil 84 geschlossen wird, der an der Hauptpresse befestigt öffnet, und umgekehrt hält man das Zumeßventil vorsein kann, die die Form öffnet und schließt, so daß zugsweise vor dem Wechsel der Motorgeschwindigdie Zumessung des Metalls für die Kaltkammer in keit von hohen zu geringen Geschwindigkeiten noch richtiger zeitlicher Beziehung zur Tätigkeit der Presse 45 etwas geschlossen. Zu diesem Zweck sind in der selbst steht. Die Menge des zuzumessenden Metalls Schaltung vorzugsweise zwei Verzögerungsrelais 106 wird durch den Zeitgeber 104 eingestellt. und 108 vorgesehen. Das Relais 106 ist mit der Ma-Wenn der Schalter 82 angehoben wird, dann wird gnetspule 78 verbunden, und es gibt eine zeitliche der Beginn des Zumessens durch einen von Hand Verzögerung nach dem Einschalten der Magnetspule betätigten Druckknopfschalter 86 gesteuert. Dieser 5o 74 und vor dem Einschalten der Magnetspule 78. In kann einfach oder als Doppelschalter ausgebildet der Schaltung sind Verbindungen zwischen dem Resein. Ein einpoliger Doppelschalter 88 ist vorgesehen, lais 92 und dem Verzögerungsrelais 106 vorgesehen, der, nach oben geführt, die Zumessungsmenge durch um dieses in Betrieb zu nehmen, und nach einer geden Zeitgeber 104 automatisch oder, wenn er nach wissen Verzögerung wird Strom von dem Relais 106 unten geführt wird, durch Handbetätigung regelt. 55 durch den Leiter 110 zu der Magnetspule 78 und von Wenn der Druckknopfschalter in der in der Zeich- dort durch den Leiter 112 zurück zu der Leitung L 2 nung dargestellten Stellung ist, dann wird beim Nie- geführt.

derdrücken des Knopfes 86 Strom aus der Leitung Wenn man den Druckknopf 86 losläßt, dann wird L1 über die Leitung 89, den Schalter 82, den Druck- die Magnetspule 78 abgeschaltet und das Zumeßknopf 86, den Schalter 88, den Leiter 90 zu dem Re- ⁵° ventil sofort geschlossen, während die Magnetspule lais 92 geführt und von dort über den Leiter 94 zu 74 infolge der Wirkung des Verzögerungsrelais 108 der Leitung L 2 zurückgeführt. Auf diese Weise wird nicht sofort außer Betrieb gesetzt wird. Dieses Relais Strom von der Leitung Ll durch die Leiter 96,98 und ist mit der Magnetspule 74 über die Leiter 114, 96, 100 zu der Magnetspule 74 geliefert, so daß das Ven- 98, 100 und über den Leiter 116 mit der Leitung L 2 til 72 geöffnet und der Motor 26 in Betrieb gesetzt 65 verbunden. Nach einer durch die Einstellung des Rewird, in diesem Fall läuft der Motor so lange, wie der lais 108 festgelegten Verzögerung wird die Magnet-Druckknopfschalter 86 niedergedrückt ist, und das spule 74 ausgeschaltet und der Motor 26 entweder Ventil 72 wird geschlossen, wenn man den Knopf 86 angehalten oder verlangsamt.

Bei einer Bewegung des Schalters 88 in entgegengesetzter Uhrzeigerachtung von der in der Zeichnung dargestellten Einstellung in die Stellung für automatischen Betrieb wirkt der Druckknopfschalter 86 nur als Auslösung für den automatischen Zeitgeber 104. Dieser kann in an sich bekannter Weise ausgebildet sein und mit Mi^eIn zum Öffnen oder Verschließen der Magnetventile für den Pumpenmotor und für das Zumeßventil in vorbestimmter Arbeitsperiode ausgestacie: sein. D:e Menge des abgemessenen oder abgegebenen Metalls kann leicht durch eine Einstellung des Zeitgebers 104 reguliert werden. Beim Niederdrücken des Knopfes 86 strömt elektrischer Strom von der Leitung Ll zu dem automatischen Zeitgeber 104 und von dort über den Leiter 94 zurück zu der Leitung L 2. Der Zeitgeber selbst liefert Strom über die Leiter 98 und 100 zu der Magnetspule 74 und läßt so den Motor anlaufen. Es versorgt auch das Relais 106 mit Strom, das nach einiger Verzögerung die Magnetspule 89 in Tätigkeit setzt, und öffnet auf diese Weise das Abgabeventil. Am Ende der gewünschten Periode, die an dem Zeitgeber 104 eingestellt ist, wird die Magnetspule 78 abgeschaltet und das Zumeßventil geschlossen, und nach kurzer Verzögerung wird die Magnetspule 74 durch das Relais 108 abgeschaltet und der Motor 26 entweder angehalten oder verlangsamt.

Wenn die Lieferung automatisch durch den Betrieb der Presse eingeleitet wird anstatt durch Niederdrükken des Knopfes 86, dann wird der Doppelschalter 82 nach unten in die Stellung für automatischen Betrieb geführt, worauf der entfernt an der Presse angeordnete Auslöseschalter 84 geschlossen wird, so daß von der LeitungLl zum Zeitgeber 104 Strom fließt und die Beschickung beginnt. Der Auslöseschalter 84 ersetzt also den Knopf 86.

Das hier dargestellte Steuersystem ist anpassungsfähig und kann in verschiedener Weise verwendet werden. Die Abgabe kann durch einen Druckknopf so lange gesteuert werden, solange dieser Druckknopf niedergedrückt wird. Die Abgabe kann auch automatisch durch einen Zeitgeber gesteuert werden, wobei die Auslösung durch den Druckknopf erfolgt. schließlich kann die Abgabe automatisch gesteuert und automatisch durch einen entfernt angeordneten Auslöseschalter ausgelöst werden. Die Pumpe kann kontinuierlich mit voller Geschwindigkeit umlaufen, oder sie kann kontinuierlich jedoch mit geringer Geschwindigkeit zwischen den einzelnen Abgaben und mit hoher Geschwindigkeit während einer Abgabe umlaufen, und schließlich kann die Pumpe auch zwischen den einzelnen Abgaben angehalten werden. Gleichgültig, ob nun die Pumpe langsam umläuft oder angehalten wird, so kann sie auf volle Geschwindigkeit gebracht werden, bevor das Ventil geöffnet wird, und sie kann diese hohe Geschwindigkeit beibehalten, bis das Ventil geschlossen ist.

Es ist nicht wesentlich, daß der Motor vor Betätigung des Ventils anläuft und nach der Betätigung des Ventils angehalten wird. Wenn beide gleichzeitig in Betrieb genommen und beide gleichzeitig außer Betrieb gesetzt werden, dann ist die Einstellung des Zeitgebers so vorzunehmen, daß die gewünschte Metallmenge abgegeben wird, und die Abgabezeit wird etwas langer gewählt, damit die Abgabe langsam anlaufen kann, während die Pumpe ihre Umdrehungszahl steigert. Die Verzögerungsrelais 106 und 108 können dann fortgelassen werden. Vorzugsweise verwendet man jedoch ein besser ausgearbeitetes System als das oben angegebene, da dadurch die Anzahl der Variablen, die beim Zumessen von Metall auftreten, verringert wird, wodurch die Genauigkeit der Zumessung erhöht wird.

Die Zumessung kann bei langsam umlaufender Pumpe erfolgen, und in diesem Fall kann sie kontinuierlich mit gleichmäßiger Geschwindigkeit umlaufen, ohne daß irgendeine merkliche Wirbelbildung in ίο der Metallschmelze auftritt. Bei kontinuierlichem langsamem oder schnellem Betrieb kann das Magnetventil 72 für den Motor 26 weggelassen werden. Man kann dann einen Elektromotor verwenden.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform des Abgabeendes oder der Spitze der Düse, durch die die Oberfläche des geschmolzenen Metalls, die der Atmosphäre ausgesetzt wird, verringert wird. Aus Fig. 3 ersieht man, daß das Rohr 120 in der Nähe der Mündung verengt ist, wie dies bei 122 gezeigt ist, und nach oben an der Spitze enger ist, wie dies bei 124 dargestellt ist. Der Zweck dieser Ausbildung besteht darin, daß ein kleiner, umgedrehter Gänsehals bei 126 entsteht, der nur eine minimale Abmessung in horizontaler Richtung hat. Am Ende der Zumeßpsriode strömt das Metall von der Düsenspitze nach unten bis zur Hölie des Teils 124, so daß das Metall im Rohr bis zu dem Teil 124 stehenbleibt, der als Damm wirkt. Die dadurch entstehende, der Atmosphäre ausgesetzte Fläche ist sshr gering, verglichen mit der Fläche, die bei einer einfachen konischen Düsenspitze auftritt, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist. Mit anderen Worten ausgedrückt ist das obere Ende des sich nach oben verjüngenden Teils der Düse verengt und bis nahezu in die senkrechte Richtung aufgerichtet, damit die Querschnittsfläche in einem horizontalen Schnitt verringert wird, der durch die Uberströmkante der Düse gelegt ist. Diese verminderte Querschnittsfläche ist durch die Pfeile 128 angedeutet.

Die Konstruktion und die Verwendung der erfindungsgemäßen Zumeßvorrichtung und deren Vorteile sind in der obigen Beschreibung erläutert. Wenn die Düse durch das Ventil verschlossen ist, dann wird eine Zweigleitung geöffnet, so daß das Metall während der letzten Umdrehungen der Pumpe auch dann, wenn die Pumpe völlig verschlossen ist, ausweichen kann. Bei Verwendung einer Zweigleitung kann die Pumpe langsam umlaufen, was einem völligen Stillstand vorzuziehen ist, da weniger Energie aufzubringen ist, um die Pumpe auf volle Touren zu bringen, und da ein Haften der umlaufenden Teile vermieden wird. Es entsteht dann auch kein Wirbel an der Oberfläche der Metallschmelze, und das Metall ist daher reiner, es tritt eine geringere Oxydation auf, und die Metallverluste sind geringer als bei einer Schöpfvorrichtung, bei der die auf dem Metall liegende Deckschicht durchbrochen werden muß und die Metalloberfläche gestört wird. Das Metall wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus der Mitte des Kessels entnommen, wo es am reinsten ist.
Eine genaue Zumessung ist möglich, und die Menge der einzelnen Abgaben kann durch Einstellung des Zeitgebers oder durch Einstellung der Pumpengeschwindigkeit oder durch beides geändert werden. Die Pumpe kann bis zum Stillstand verlangsamt werden, oder sie kann sehr langsam mit 10 bis 15 U/min umlaufen, und das Metall kann so langsam durch die Zweigleitung strömen, daß die Metalloberfläche im Kessel nicht gestört wird. Das Rohr ist mit geschmol-

zenem Metall gefüllt, und es ist daher nicht der Luft ausgesetzt. Um eine Oxydation während des Gießens und während des Absinkens des Metalls in der Düsenspitze zu vermeiden, verwendet man einen Strom von SO₂. Dieses Gas ist schwerer als Luft, und es tritt sogar vor dem Metall in die Kaltkammer ein und schützt so das Metall während des Gießens.

Bei einer längeren Unterbrechung (beispielsweise beim Auswechseln der Form) kann eine gewisse Oxydation des der Atmosphäre ausgesetzten Metalls nicht verhindert werden. Um diesen Nachteil zu beseitigen, kann die Düse mit einem Speziaistopfen verschlossen werden. Die Düse ist so ausgebildet, daß der Stopfen leicht herausgenommen und nach semer Reinigung wieder eingesetzt werden kann. Das Metall im Kessel ist durch einen Deckel vollkommen geschützt, der nur eine kleine öffnung hat, durch die neues Metall zugeführt wird. Über dem Metall liegt ein inertes Gas, wie SO₂, Argon, Neon od. dgl.

Obwohl sich das hier gewählte Beispiel nur auf die Verwendung von Magnesium bezieht, so kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch für andere Metalle, z. B. für Titan, angewendet werden, bei dem die gleichen Probleme wie bei Magnesium auftreten. Andererseits ist die Vorrichtung nicht auf die Verwendung von Metallen abgestellt, die Stahl oder Stahllegierungen chemisch stark angreifen. Sie wäre daher nicht für Aluminium geeignet. Die Zündvorrichtung kann für Zink, Zinn und Blei verwendet werden, obwohl bei diesen Metallen die Vorteile weniger in Erscheinung treten, da sie nicht diese hohe Affinität für Sauerstoff und Stickstoff haben wie Magnesium.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE: 35

1. Vorrichtung zur automatischen dosierten Abgabe von schmelzflüssigem Metall aus einem geschlossenen Kessel mittels einer in das Metallbad eintauchenden, von außen angetriebenen Umlaufpumpe, die mit einer Abgabedüse verbunden ist, deren Abgabestelle über dem Badniveau liegt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Umlaufpumpe (22) und die Abgabedüse (28) ein doppeltwirkendes, im Metallbad (14) befindliches Ventil (34) eingeschaltet ist, das von außen derart zu betätigen ist, daß in Offenstellung des bewegbaren Ventilteils (36) die Umlaufpumpe in die Abgabedüse fördert, während in Verschlußstellung des bewegbaren Ventilteils die Verbindung zur Abgabedüse gesperrt ist, so daß flüssiges Metall durch eine nunmehr freie Ringöffnung (42) innerhalb des Bades im Kreislauf gefördert wird, wobei die Abgabedüse bis zu ihrem Überlauf mit flüssigem Metall gefüllt bleibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen die Pumpe (22) von außen her antreibenden Motor (26) mit einer Steuereinrichtung (72, 74) zum Steuern der Drehzahl und der Laufzeit.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Zeitgeber (104), durch den der Motor (26) während des kontinuierlichen Betriebs von einer ersten Geschwindigkeit auf eine zweite umzustellen ist, bevor das Ventil (34) in seine Verschlußstellung gebracht wird, und zur Umstellung des Motors von der zweiten auf die erste Geschwindigkeit nach der Einstellung des Ventils auf seine Offenstellung.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Zeitgeber (104) für intermittierenden Betrieb, durch den der Motor (26) kurz vor dem Öffnen des Ventils (34) zum Anlaufen zu bringen und kurz vor dem Schließen des Ventils anzuhalten ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch Verzögerungsrelais (106, 108), die mit der Steuereinrichtung (76, 78) des Ventils (34) bzw. mit der Steuerung (72, 74) für den Motor (26) verbunden sind, wobei das mit der Ventilsteuereinrichtung (76, 78) verbundene Relais (106) das Öffnen des Ventils (34) verzögert, bis die Pumpe (22) die volle für die Abgabe erforderliche Umdrehungszahl hat, und das mit der Motorsteuerung (72, 74) verbundene Relais (108) eine Verlangsamung oder ein Anhalten der Pumpe (22) so lange verzögert, bis das Ventil (34) in seine Offenstellung gebracht ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine um die Düse (28) herum angeordnete, an sich bekannte Heizeinrichtung (46) zur Verhinderung einer Verfestigung des Metalls zwischen den einzelnen Abgaben.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 713 705, 2 708 298.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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