DE1300207B

DE1300207B - Verfahren und Vorrichtung zum Giessen von Formaten

Info

Publication number: DE1300207B
Application number: DEM76632A
Authority: DE
Inventors: Schuetz Erich
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1967-12-19
Filing date: 1967-12-19
Publication date: 1969-07-31
Also published as: CA920330A

Description

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Verfahren und Vorrichtung zur selbsttätigen Steue- Gußformate von dem vorgeschriebenen Sollwert abrung und Regelung des Sollgewichts von Gußforma- weicht.

ten, insbesondere von metallischen Gußformaten, Es ist daher versucht worden (deutsche Auslege-

wobei der Differentialquotient der Gewichtsänderung schrift 1 045 054), die Steuerung des Sollgewichts der Gießmulde während des Gießzyklus laufend er- 5 von der Gießkokille her durchzuführen. Dabei wird mittelt und zur Steuerung des Sollgewichts der Guß- eine bestimmte Metallmenge in Abhängigkeit von formate benutzt wird. der Füllhöhe des Metalls in der Gießkokille konti-

In zahlreichen Gießereibetrieben ist es üblich, in nuierlich vergossen. In der Wand der Gießkokille schneller Aufeinanderfolge Gußstücke durch Ver- befinden sich wärmeempfindliche Elemente, die mit gießen von geschmolzenen Materialien herzustellen, io einer Brückenschaltung und einem Steuerkreis verwobei es besonders wichtig ist, das Sollgewicht für bunden sind, durch den die zu vergießende Menge die Gußstücke genau einzuhalten, da schon geringe gesteuert wird.

Abweichungen vom Sollgewicht bei der Weiterver- Auch ist aus der deutschen Auslegeschrift

arbeitung große kostenmäßige und verfahrenstech- 1 231 855 bekannt, die Gießkokille in eine Wiegenische Nachteile zur Folge haben. 15 stellung anzuheben, in der sie auf einer Kraftmeß-So bewirkt z. B. ein um 2 °/o über dem Sollgewicht einrichtung aufruht und wobei die ausgesandten Siliegendes Mehrgewicht von Kupferanoden in Folge gnale dazu verwendet werden, die Gießmulde in der von Kurzschlüssen zwischen den Anoden und Katho- Weise zu steuern, daß sie so lange Metall abgibt, bis den eine Herabsetzung der Stromausbeute bei der die auf die Kraftmeßeinrichtung einwirkende BeIa-Elektrolyse um 0,4%. a° stung einen vorbestimmten Wert erreicht hat und Wird andererseits das Einsatzsollgewicht der Kup- somit der Gießvorgang abgeschlossen ist. Bei diesem feranoden unterschritten, so ist auch das Restgewicht Verfahren wird jedoch in nachteiliger Weise die Anderartiger Anoden bei Beendigung der Anodenreise zeige infolge der dynamischen Kraft des in die Gießwesentlich geringer als das der Anoden, deren Soll- kokille fließenden Gießstrahles, insbesondere bei der gewicht dem vorgeschriebenen Wert entspricht. In- 25 Verwendung kleinerer Kokillen ohne Eingußstutzen, folge der geringeren Restmenge der das Einsatzsoll- beträchtlich verfälscht.

gewicht unterschreitenden Anoden wird deren Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde,

Festigkeit so weit herabgesetzt, daß sie zusammen- beim Gießen von in großer Stückzahl und in schneller brechen, ins Bad fallen und sich verbiegen. Dadurch Aufeinanderfolge hergestellten Gußformaten eine entstehen Kurzschlüsse, Beschädigungen an der Bad- 3<> hohe Übereinstimmung in der Maßhaltigkeit der auskleidung und eine vorzeitige Beendigung der einzelnen Gußformate zu erzielen. Anodenreise ganzer Bädergruppen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

Bei der Drahtherstellung verursachen Abweichun- löst, daß der Differentialquotient der Gewichtsändegen vom Sollgewicht der Gußstücke, bedingt durch rung der Gießmulde, die während der Pausenzeit deren unterschiedliche Abmessungen, im Walzwerk 35 zwischen zwei Gießzeiten durch die aus dem Vorungleichmäßige Glüh- und Verformungsbedingungen, ratsofen in die Gießmulde zufließenden Flüssigkeits-Drahtlängen und Arbeitsspiele. Dies führt insbeson- menge entsteht, in Form einer spezifischen Funktion, dere in weitgehend automatisierten Anlagen zu Be- z. B. kg/sek. im Speicherteil eines Rechen- und triebsstörungen. Regelgerätes gespeichert wird, um als Integralwert

Um diese Nachteile zu vermeiden, ist beispiels- 40 während der Gießzeit zusammen mit dem Integralweise vorgeschlagen worden (deutsche Auslegeschrift wert der Gewichtsänderung der Gießmulde beim 1 186 175), die Gewichtsänderung der Gießkokille Gießen zur Ermittlung des Istgewichts, der aus während des Gießens mit Hilfe einer Waage oder der Gießmulde vergossenen Flüssigkeitsmenge zu einer Kraftmeßdose zu registrieren. Die Abgangs- dienen.

signale derartiger Meßvorrichtungen dienen zur 45 Mit Hilfe eines in der Nähe der Gießmulden-Steuerung der Gießpfanne, die so lange Metall aus- schnauze angebrachten Indikators, z. B. einer Photogießt, bis die auf die Meßvorrichtungen einwirkende zelle eines Strahlungspyrometers od. dgl., wird der Belastung einen vorbestimmten Wert erreicht hat. genaue Zeitpunkt für den Beginn und das Ende des

Nach der deutschen Patentschrift 1 217 558 ist Gießens angezeigt und einem Rechen- und Regelferner vorgeschlagen worden, zur Steuerung und 5° gerät mitgeteilt.

Kontrolle des Soll- oder Durchschnittsgewichts von Zweckmäßigerweise wird die aus der Gießmulde zu

in großen Stückzahlen hergestellten Gußformaten, vergießende Sollflüssigkeitsmenge und damit das SoIldas Istgewicht der Gußformate in den Gießkokillen gewicht der Gußformate in Abhängigkeit von der nach Beendigung des Gießvorgangs zu bestimmen. Steuerung der Neigung der Gießmulde, beispielsweise Die Abweichung des Istgewichts vom Sollgewicht 55 über einen Kippmotor, erreicht, wird zur Steuerung des Gießvorgangs der nachfol- Dabei besteht die Möglichkeit, über einen Posi-

genden Gußformate verwendet. Der Nachteil dieses tionsgeber die Gießmulde in Abhängigkeit von ihrem Verfahrens besteht darin, daß die eventuell auftre- Füllgewicht in eine solche Neigungsausgangsstellung tenden Gewichtsabweichungen erst nach dem Gieß- zu bringen, daß das Gießen praktisch ohne Anlaufvorgang registriert werden. 60 totzeit beginnen kann.

Zur Verbesserung der Meßgenauigkeit ist schon Um bei Beginn der Gießzeit ein Überschwappen

versucht worden (deutsche Auslegeschrift 1 064 206), der Gießflüssigkeit über den Rand der Gießkokille eine bestimmte Metallmenge abzuwiegen und dann zu verhindern, und am Ende der Gießzeit eine Feinzu gießen, wobei durch eine Programmsteuerung dosierung, der aus der Gießmulde in die Gießkokille selbsttätig die richtige Gewichtseinfüllung bestimmt 65 einlaufenden Flüssigkeit, zu ermöglichen und somit wird. Diese Verfahren haben aber den großen Nach- eine hohe Sollgewichtsgenauigkeit zu erzielen, wird teil, daß sie eine Nachsortierung der fertiggestellten der Bewegungsablauf der Gießmulde in Abhängigkeit Gußformate erfordern, da das Gewicht zahlreicher von einer vorgegebenen Funktion gesteuert, wobei je

nach Betriebsbedingungen der Zeitabschnitt der Funktionen veränderlich einstellbar ist.

Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß das Bruttogewicht der Gießmulde an einem bestimmten Zeitpunkt mit dem zeitlich korrespondierenden Bruttogewichtswert der Gießmulde des vorangegangenen Gießzyklus verglichen wird. Der auf diese Weise erhaltene Vergleichswert wird als Steuerimpuls für die Änderung des Sollwertes der Neigung des Vorratsofens und damit für die Änderung der in die Gießmulde zufließenden Flüssigkeitsmenge herangezogen.

Ferner besteht die Möglichkeit, den Steuerimpuls zum Gießen von Mutterblechanoden, die ein 10 bis 15% größeres Gewicht als die normalen Gußge- *5 wichte besitzen, zu benutzen, wenn dazu die in der Gießmulde vorhandene Flüssigkeitsmenge ausreicht und als zu gießende Kokille eine Mutterblechkokille unter der Gießmulde ansteht.

Es ist selbstverständlich, daß der Steuerimpuls auch als optisches Signal bei der Handbedienung eines feststehenden Vorratsofens verwendet werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher und beispielsweise erläutert.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

F i g. 2 stellt die Änderung des Gießmuldengewichts in Abhängigkeit von der Zeit während mehrerer Gießzyklen dar.

Die Gießmulde 1 ist mit ihrer Achse auf einer Druckmeßdose 5 gelagert, die kontinuierlich die Gewichtsänderungen der Gießmulde 1 sowohl während der Gießpausenzeit als auch während der Gießzeit registriert und einem Rechen- und Regelgerät 11 mitteilt. Die in der Gießpausenzeit zwischen zwei Gießzeiten eintretende Gewichtsveränderung der Gießmulde 1 wird in Form einer spezifischen Funktion im Speicher 12 des Rechen- und Regelgerätes 11 gespeichert. Das Integral der gespeicherten spezifischen Funktion dient zusammen mit dem Integral der Gewichtsänderung der Gießmulde während der Gießzeit zur Feststellung des Istgewichts der aus der Gießmulde 1 in die auf dem Gießkarussell 3 angebrachte Gießkokille 2 vergossenen Flüssigkeitsmenge. Das Istgewicht wird laufend mit einem auf dem Sollwertsteller 13 vorgegebenen Sollgewichtswert verglichen. Auf Grund dieses Vergleichs wird über das Rechen- und Regelgerät 11 die Neigung der Gießmulde mit Hilfe des Kippmotors 6 geregelt. Auf dem Sollwertsteller 15 kann die Zeitdauer für das Gießen einer Anode eingestellt werden.

Die durch die Stellgröße hervorgerufene Verdrehung der Welle des Kippmotors 6 wird winkelgetreu und ohne Schlupf über einen Neigungsdrehfeldgeber7 auf das Rechen- und Regelgerät 11 rückgeführt. Der Rückführstrom ist ein Maß für die Abweichung des Istwertes vom Sollwert, und wird als Steuerimpuls für die Nachstellung der Neigung der Gießmulde verwendet.

An einem bestimmten Zeitpunkt des Gießzyklus wird das Bruttogewicht der Gießmulde 2 mit dem zeitlich korrespondierenden Bruttogewichtswert des vorangegangenen Gießzyklus verglichen. Der dabei erhaltene Vergleichswert dient entweder als Steuerimpuls zur Veränderung des auf einem nicht eingezeichneten Sollwertsteller vorgegebenen Sollwertes für die Neigung des Vorratsofens oder als Steuerimpuls für das Gießen von Mutterblechanoden, deren Sollgewichtswert auf dem Sollwertsteller 14 vorgegeben ist. Die Neigung des Vorratsofens 4 wird mit Hilfe des Kippmotors 8 verändert, wobei die Verdrehung der Welle winkelgetreu und ohne Schlupf über einen Neigungsdrehfeldgeber 9 auf das Rechen- und Regelgerät 11 rückgeführt wird.

Vor der Schnauze der Gießmulde ist eine Photozelle 10 angeordnet, deren Ausgangssignale im Rechen- und Regelgerät 11 den genauen Zeitpunkt des Gießbeginns und Gießendes mitteilen.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß ohne Zwischenschaltung eines besonderen Gefäßes direkt aus der Gießmulde in die Gießkokille gegossen werden kann.

Da der Gießvorgang nach einer optimalen Funktion gesteuert wird, kann die Stückzahl der in der Zeiteinheit hergestellten Gußformate gegenüber bekannten Verfahren stark erhöht werden, wobei gleichzeitig eine direkte Gewichtskonstanz der Gußformate sowie der Mutterblechanoden erzielt wird, so daß besondere Sortiervorgänge nach Abnahme der Gußformate von der Gießmaschine entfallen können.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, daß der Zufluß in die Gießmulde sowohl intermittierend als auch quasi-stetig korrigiert werden kann, damit stets eine ausreichende Gießflüssigkeitsmenge in der Gießmulde vorhanden ist.

Ein besonderer Vorteil entsteht dadurch, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung in bestehende Gießmaschinen, ohne jedoch größere Veränderungen in diesen vornehmen zu müssen, eingebaut werden kann.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur selbsttätigen Steuerung und Regelung des Sollgewichts von Gußformaten, insbesondere metallischer Gußformate, wobei der Differentialquotient der Gewichtsänderung der Gießmulde während des Gießzyklus laufend ermittelt und zur Steuerung des Sollgewichts der Gußformate benutzt wird, dadurchgekennzeichnet, daß die in der Gießpausenzeit ermittelte Gewichtsänderung der Gießmulde in Form einer spezifischen Funktion im Speicher eines Rechen- und Regelgerätes gespeichert wird und während der Gießzeit zur Ermittlung des Istgewichts der aus der Gießmulde vergossenen Flüssigkeitsmenge mit herangezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießmulde in Abhängigkeit von ihrem Füllgewicht in eine solche Neigungsausgangsstellung gebracht wird, daß das Gießen ohne Anlauftotzeit beginnen kann.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gießen in Abhängigkeit von einer bestimmten Funktion, deren Zeitachse veränderlich einstellbar ist, erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bruttogewicht der Gießmulde an einen bestimmten Zeitpunkt mit dem zeitlich korrespondierenden Bruttogewichtswert des vorangegangenen Gießzyklus verglichen wird und der Vergleichswert als Steuerimpuls für die

Änderung des Zuflusses aus dem Vorratsofen benutzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleichswert als Steuerimpuls für das Gießen von Mutterblechen benutzt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen