DE1508813C2 - Vorrichtung zum Vergießen von Metallen mittels Druckgas aus einem geschlossenen Schmelz behalter - Google Patents

Description

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mit Verschluß 9. Ein als Ganzes mit Xß bezeichnetes Ventils 49 fällt die Säulenhöhe der Schmelze wieder

gegebenenfalls heizbares Gießrohr reicht mit dem auf die Gießbereitschaftsebene 29 zurück. Dabei

unteren Ende 3 seines unteren Teiles 14 bis in die bricht das Gießen bereits ab, wenn die Säule die

Nähe der tiefsten Stelle des schräg geneigten Bodens Gießlippe 17 erreicht.

39 des Schmelzbehälters 1. Nach einer Biegung 19 5 Ein poröser Verschluß 56 am unteren Ende der

endet der obere Teil 16 in einer Gießlippe 17, an die Druckgasleitung 23 zerteilt das Gas so, daß dies

sich nach unten das Mundstück 2 im spitzen Winkel kleine Blasen bildet, wodurch eine wirksame Reini-

anschließt. gung der Schmelze erfolgt, während die Gasbläschen

Eine Druckgasleitung 23 endet im Schmelzbehäl- nach oben in das darüberliegende Gaskissen 4 spru-

ter 1 in einer Ebene 24, die oberhalb des Endes 3 des io dein.

Gießrohres 15 liegt. Die Druckgasleitung ist an eine Damit der Schutz des inerten Gases auch auf

Druckgasquelle 41 angeschlossen. Das Gießen der andere Punkte ausgedehnt werden kann, wo ein

Schmelze 18 aus dem Abgabemundstück 2 erfolgt derartiger Schutz wünschenswert sein könnte, wird

dann, wenn die Schmelze 18 in der Gießleitung 15 eine Durchflußleitung 57 vom Gaskissen 4 zu dem

bis über die Gießlippe 17 zu der bei 27 angedeuteten 15 Punkt geführt, wo das Abgabemundstück 2 an die

Gießebene angestiegen ist. Vor dem Gießen steht der Gießleitung 15 angeschlossen ist, so daß das obere

Flüssigkeitsspiegel unterhalb der Gießlippe 17 auf Ende der Säule der Schmelze ebenfalls von inertem

einer Gießbereitschaftsebene 29. In dieser Gießbe- Gas abgedeckt und somit gleicherweise gegen atmo-

reitschaftsstellung muß der Druck im Behälter 1 sphärische und andere Quellen möglicher Verunrei-

außerdem ausreichen, um eine Flüssigkeitssäule von ao nigung isoliert ist. Ein Nadelventil 59 in dieser

der bei 33 angedeuteten Höhe zu tragen. Dieser Durchflußleitung 57 dient zur Regelung dieses Flus-

Druck ist die Summe der Drücke der Schmelze der ses. Da der Gasdruck in der Durchflußleitung 57

Höhe 35-24 und des Gasdruckes. möglicherweise die Fähigkeit der Flüssigkeitssäule

Soll die Höhe 33 der Schmelzsäule von der Gieß- beeinträchtigt, die erwünschte Gießebene zu errei-

bereitschaftsebene 29- auf die Gießebene 27 gebracht as chen, ist es wünschenswert, an diesem Punkt eine

werden, erfolgt eine Druckerhöhung des Gases. Wäh- mögliche Entlastung bei übermäßigem Druckaufbau

rend des Gießens sinkt der Flüssigkeitsspiegel vorzusehen. Deshalb wird die Durchflußleitung 57 an

(Schmelzspiegel) 32 im Behälter 1 und damit der einem Punkt über der Gießebene 27 in der Nähe der

Druck, der von der Schmelze 18 im Behälter 1 wirk- Gießlippe 17 an einen Druckschalter 61 angeschlos-

sam ist, wodurch eine Druckzunahme des Gaskissens 30 sen, der bei zu hohem Druckanstieg in diesem Punkt

notwendig wird. Dies regelt sich in der bis jetzt be- " eine teilweise Entspannung des von der Gaskissen-

schriebenen Vorrichtung automatisch so lange, als kammer 4 in diese Zone strömenden Gases vor-

das einströmende Gas auf einen festgelegten Druck- - nimmt, indem eine Entlüftungsleitung 63 an der

wert gehalten wird. Erreicht der Flüssigkeitsspiegel Durchflußleitung 57 angeschlossen und in dieser

32 während des Gießens die Ebene 24, hat der Gas- 35 Entlüftungsleitung 63 ein normalerweise geschlosse-

kissendruck den Druckwert des einströmenden Gases nes Elektromagnetventil 65 mit Wicklung 67 instal-

erreicht und trägt ah diesem Punkt eine Flüssigkeits- liert wird, welches mit dem Druckschalter 61 in Ver-

säule, die bis zur Gießebene 27 reicht. Nunmehr bindung steht. Wird dieses Elektromagnetventil 65

sinkt die Schmelze als Ganzes ab. Dadurch, daß die , während des Gießens geöffnet, so kann das durch die

Entfernung zwischen der Ebene 24 und der Einlaß- 40 Entlüftungsleitung 63 entweichende inerte Gas durch

öffnung 3 der Gießleitung 15 größer ist als die Ent- eine Düse entweichen, um eine nicht dargestellte

fernung zwischen der Gießebene 27 und der Gieß- Gußform mit einem Gasmantel zu umgeben. Der

lippe 17, erreicht das obere Ende der Säule die Gieß- Druckschalter 61, welcher zu Gießbeginn in Aktion

lippe 17 früher als der Flüssigkeitsspiegel 32 im Be- tritt, steuert einen Reglerkreis, der. das Elektroma-

hälter 1 die Einlaßöffnung 3 der Gießleitung 15 errei- 45 gnetventil 49 der Druckgasleitung 23 am Ende einer

chen kann. Die Entleerung an dem Abgabemund- vorherbestimmten Gießdauer in seinen geschlossenen

stück 2 hört damit automatisch auf, bevor die Einlaß- Zustand zurückstellt.

öffnung 3 freigegeben wird. Ein Entweichen des Um eine rasche Rückkehr auf den Gießbereit-Gases und damit ein Verlust des Gaskissens ist somit . schaftsdruck und eine schnelle Beendigung des Gießausgeschlossen. 50 Vorganges zu erzielen, ist eine Gasleitung 69 im Nein der Druckgasleitung 23 sind Regler 43, 45 und benschluß mit dem oder um das Nadelventil 59 vor-47 angeordnet. Der Regler 45 ist dabei auf den Gieß- gesehen. In dieser Gasleitung 69 befinden sich ein bereitschaftsdruck und der Regler 47 auf den Gieß- Entlastungsventil 71, das als Rückschlagventil wirkt, druck eingestellt. Ein Elektromagnetventil 49 mit sowie ein normalerweise geöffnetes Elektromagnet-Wicklung 51 (vgl. F i g. 2) gestattet automatischen 55 ventil 73 mit Wicklung 75. Das Entlastungsventil 71 oder halbautomatischen Betrieb und ist im Ruhe- befindet sich normalerweise in der Offenstellung, stand geschlossen. Zur Einstellung des Gasflusses und zwar auf einem Druck, der gerade etwas oberzum Behälter 1 kann ein verstellbares Nadelventil 53 halb des Druckes liegt, auf den der Regler 45 für die verwendet werden. Mit 55 ist ein Reservoir bezeich- Gießbereitschaft eingestellt ist, aber unterhalb des net, das das rasche Pulsieren des Gasstromes von der 60 Gießdruckes liegt. Sein Steuerende ist an die AusGasquelle 41 zum Behälter 1 auf ein Mindestmaß re- gangsseite des Reglers 45 für die Gießbereitschaft duziert. Bei geschlossenem Elektromagnetventil 49 angeschlossen, wo es während eines Gießvorganges kann somit das Gas nur unter dem Gießbereitschafts- ebenfalls dem höheren Druck des Reglers 47 ausgedruck über den Regler 45 zum Behälter 1 fließen. Bei setzt ist. Daher öffnet das Entlastungsventil 71 das geöffnetem Ventil 49 geht der Druck des zum Behäl- 65 Nadelventil 59, wenn es Steuerdrücken ausgesetzt ter 1 fließenden Gases sofort auf den Gießdruck, und .-' wird, die den Gießbereitschaftswert beim Gießyordie Säulenhöhe· der Schmelze wird im Gießrohr 15 gang übersteigen. Dieser Zustand tritt während des auf die Gießebene 27 angehoben. Bei Schließen des Gießvorganges ein, wenn das Entlastungsventil 71

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dem Gießdruck am Regler 47 ausgesetzt ist. Wenn Gießleitung 15 wird sofort den Druckschalter 61 das Entlastungsventil 71 somit offen ist und am Ende schließen. Dieser Druckschalter 61 ist über die Wickeines Gießvorganges das Elektromagnetventil 73 ge_r lung 101 des Relais 103, dessen Arbeitskontakte 105 öffnet wird, trifft eine Druckwelle des inerten Gases den Druckschalter 61 überbrücken können, mit der vom Behälter das geschmolzene Metall am Ende des 5 einen Seite des Stopschalters 89 verbunden, wodurch Gießrohres 15 und trennt die Schmelzsäule an der bei Erregung des Relais dieses seine Kontakte Gießlippe 17, schiebt die Schmelzsäule in der Gieß- schließt, um einen Haltestromkreis aufzubauen,
leitung 15 gegen die Gießbereitschaftsebene 29 und Parallel zu dieser Relaiswicklung liegt die Wicküber die Gießlippe 17 durch das Abgabemundstück 2 lung 67 des für normal geschlossenen Elektromader Düsenkonstruktion. Diese Druckwelle beschleu- io gnetventils 65 in der Entlüftungsleitung 63, und demnigt das Abfallen des Gaskissendruckes auf den gemäß gibt dieses Elektromagnetventil 65 die Lei-Gießbereitschaftswert. Der Druckregler 71 schützt tung frei, wenn die Wicklung 67 erregt wird. Die die Vorrichtung auch gegen falsche Betriebsweise, Gießdauer kann, falls erforderlich, von Hand gerewenn der Regler 45 für die Gießbereitschaft während gelt werden, indem der Stopschalter 89 gedrückt einer ruhigen.Periode versagen und einen Druckan- 15 wird. Dadurch wird die Haltespule 95, die Wicklung stieg gestatten sollte, der ausreicht, um das Elektro- 51 des zum Regler 49 gehörigen Elektromagnetvenmagnetventil 71 zu öffnen. Da das Elektromagnet- · tils und die Wicklung 75 des Elektromagnetventils, ventil 73 zwischen den Gießzeiten offen ist, wird Gas das zum Druckregler 71 gehört, abgeschaltet. Als vom Gaskissen abgegeben. Eine zufällige Entladung Folge davon werden sich die Kontakte 97 öffnen, um geschmolzenen Metalls aus dem Behälter 1 wird so- 20 den Haltestromkreis zu unterbrechen; die Durchflußmit ausgeschlossen. - leitung wird durch den Regler 47 blockiert, und die

Mit 80 ist ein Druckmanometer bezeichnet, über Gasleitung 69, welche das Nadelventil 59 über-

dessen Anzeige die Höhe des Flüssigkeitsspiegels 32 brückt, wird beim Elektromagnetventil 73 aufge-

ersichtlich ist. . macht.

F i g. 2 zeigt ein Schaltschema für die erfindungs- 25 Die Arbeitskontakte 105, die den Druckschalter gemäße Vorrichtung. Über die Leitungen 81, 83 überbrücken, öffnen demnach und unterbrechen den einer Stromquelle 85 ist die Serienschaltung eines Haltestromkreis. Dadurch schließt das Elektromafederbelasteten Startschalters 87 und eines federbela- gnetventil65 in der Entlüftungsleitung. Somit sind alle steten Stoßschalters 89 angeordnet. Die normaler- Vorausbedingungen zur Wiederherstellung des Gieß-, weise geschlossenen Kontakte 91 eines Zeitschalters 30 bereitschaftszustandes der Vorrichtung getroffen. 93 und die Haltespule 95 eines Relais 96 besitzen ein Während das Gießen auf diese Weise von Hand bePaar für normal offener Kontakte 97, die im Neben- stimmt wird, kann die automatische Steuerung des Schluß über den Startschalter 87 verbunden sind. Gießverlaufes durch Einschalten des Zeitschalters 93 Beim Drücken des Startschalters 87 wird das Relais in den Stromkreis erreicht werden, der in diesem Fall erregt und schließt zur Herstellung eines Haltestrom- 35 die bereits erwähnten, für . normal geschlossenen kreises seine Kontakte und überbrückt den Start- Kontakte 91 steuert. Dieser Zeitschalter 93 ist über schalter. Die Elektromagnetwicklung 51 des nor- einen manuell betätigten Schalter 111 parallel mit malerweise geschlossenen Elektromagnetventils 49 in der Wicklung 101 des Relais 103 und der Wicklung der Nebenschlußleitung des Reglers 47 und die Elek- 67 des Elektromagnetventils 65 in der Entlüftungsleitromagnetwicklung 75 des für normal offenen Elek- 40 tung 63 geschaltet. Nachdem der Zeitschalter 93 in tromagnetventiis 73 in der Nebenschlußleitung des den Stromkreis eingeschaltet ist, wird er nach einer Druckreglerventils 71 sind parallel zur Relaiswick- vorherbestimmten Betriebsdauer momentan die dalung geschaltet. Somit wird beim Schließen des Start- zugehörigen, für normal geschlossenen Kontakte 91 schalters 87 die Gasleitung zum Regler 47 für den öffnen, was die gleiche Wirkung wie die bereits be-Gießdruck geöffnet, und die Gasleitung 69 und das 45 schriebene manuelle Öffnung des Stopschalters 89 Nadelventil 59 werden blockiert. Wenn die Schmelze hat. Somit werden nach Ablauf der vorherbestimmum das Abgabemundstück 2 der Düsenkonstruktion ten Zeitdauer, wie sie für den Gießvorgang vom Zeitfließt, wird es den freien Gasfluß durch die Durch- mechanismus festgelegt sind, alle Vorausbedingunflußleitung 57 blockieren. Der daraus resultierende gen für die Herstellung des Gießbereitschaftszustan-. sofortige Druckaufbau dicht am Entladeende der 50 des der Vorrichtung, automatisch erfüllt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

1 2 Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum VerPatentansprüche: gießen von Metallen mittels Druckgas aus einem geschlossenen Schmelzbehälter mit einem Gießrohr,

1. Vorrichtung zum Vergießen von Metallen dessen unteres Ende nahe dem Behälterboden münmittels Druckgas aus einem geschlossenen 5 det und dessen oberes Ende außerhalb des Behälters Schmelzbehälter mit einem Gießrohr, dessen un- ein Mundstück aufweist, mit einer Druckgasleitung teres Ende nahe dem Behälterboden mündet und zum Behälter und mit einem Druckregelorgan,
dessen oberes Ende außerhalb des Behälters ein Bei derartigen Vorrichtungen besteht das Problem, Mundstück aufweist, mit einer Druckgasleitung während des Gießens die abgegebene Schmelzmenge zum Behälter und mit einem Druckregelorgan, io konstant zu halten. Es sinkt hierbei nämlich der dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzbadspiegel, wodurch bei den bekannten Vor-Druckgasleitung (23) im Schmelzbehälter (1) un- richtungen der hydrostatische Druck im geschlosseterhalb des Schmelzbadspiegels (32) und ober- nen Schmelzbehälter ebenfalls sinkt.

halb des unteren Endes (3) des Gießrohres (14) Zur Lösung dieses Problems ist es aus der deutmündet. 15 sehen Auslegeschrift 1 136452 bekannt, in der

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Druckgasleitung ein Druckregelorgan vorzusehen, kennzeichnet, daß ein einstellbares Regulierventil das den Druck abhängig vom Schmelzbadspiegel (47) an einer Parallelleitung der Druckgasleitung steuert.

(23) vorgesehen ist, das einen konstanten Druck Es ergibt sich, daß diese Steuerung nach einem be-

unterhalb des Schmelzbadspiegels (32) auf- so stimmten Programm bzw. einer vorgegebenen Ein-

rechterhält, der in der Mündung (3) des Gießroh- stellung zu erfolgen hat, wodurch sich Fehlerquellen

res (15) einen Druck hervorruft, durch den ge- ergeben. Außerdem benötigt das Druckregelorgan

schmolzenes Metall (18) aus dem Schmelzbehäl- einen zusätzlichen Aufwand.

ter (1) durch das Gießrohr (15) und das Mund- Durch die USA.-Patentschrift 2990 592 ist eine

stück (2) getrieben wird. as Vorrichtung zum Vergießen von Metall mittels

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, da- Druckgas aus einem geschlossenen Schmelzbehälter durch gekennzeichnet, daß das Druckregelorgan mit einem Gießrohr bekanntgeworden, bei der der (45) in der Druckgasleitung (23) auf einen Druck Druck in einer Druckgasleitung ständig gemessen eingestellt ist, der in dem geschmolzenen Metall und dazu verwendet wird, um einen konstanten Ab-(18) an der Mündung (3) des Gießrohres (15) 30 gabedruck oberhalb des Schmelzbadspiegels aufeinen konstanten Druck aufrechterhält, der im rechtzuerhalten.

Gießrohr (15) eine Flüssigkeitssäule hält, deren Bei dieser bekannten Vorrichtung wird also der

Oberfläche sich dicht unterhalb der Gießlippe Druck im Gaskissen oberhalb des Schmelzbadspie-

(17) des Gießrohres (15) befindet. gels konstant gehalten. Auch diese Vorrichtung be-

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, da- 35 dingt eine verhältnismäßig aufwendige Apparatur, durch gekennzeichnet, daß ein elektromagneti- die auch störanfällig ist, zumal sehr hohe Temperatusches Ventil (49, 51) in der Parallelleitung vorge- ren und auch Drücke gehandhabt werden müssen,
sehen ist. Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs ge-

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, da- nannten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zudurch gekennzeichnet, daß die Gießlippe (17) in 40 gründe, diese so auszugestalten, daß mit einfachen das Mundstück (2) übergeht. Mitteln automatisch ein konstanter Gießdruck am

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch Boden des Schmelzbehälters erzeugt und aufrechtergekennzeichnet, daß eine Durchflußleitung (57) halten und außerdem ein Leerblasen des Gießrohres mit einem Nadelventil (59) das im Schmelzbehäl- verhindert wird.

ter (1) vorhandene Gaskissen (4) mit dem Gieß- 45 Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung da-

rohr (15) verbindet. · . durch gekennzeichnet, daß die Druckgasleitung im

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge- Schmelzbehälter unterhalb des Schmelzbadspiegels kennzeichnet, daß an die Durchflußleitung (57) und oberhalb des unteren Endes des Gießrohres eine Entlüftungsleitung (63) angeschlossen ist, in mündet.

welcher ein Elektromagnetventil (65) angeordnet 50 Durch die getroffene Anordnung, wonach die

ist, das von einem Druckschalter (61) beauf- Druckgasleitung im Schmelzbehälter unterhalb des

schlagt wird, der mit der Druckleitung (57) in Schmelzbadspiegels mündet, wird der an der Mün-

Verbindung steht. , dung der Druckgasleitung unterhalb des Schmelzbad-

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, da- spiegeis herrschende Druck unabhängig von der jedurch gekennzeichnet, daß parallel zur Durch- 55 weiligen Höhe des Schmelzbades gehalten. Die Maßflußleitung (57) eine Nebenschluß-Leitung (69) nähme, daß die Druckgasleitung oberhalb des untemit einem Entlastungsventil (71) vorgesehen ist, ren Endes des Gießrohres mündet, verhindert ein das steuerseitig (Leitung 6) mit der Druckgaslei- Leerblasen des Gießrohres.

tung (23) stromab des Druckregelorgans (45) ver- Bevorzugte Ausgestaltungen des Gegenstandes der

bunden und auf einen Druck eingestellt ist, der 60 Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen,
etwas über dem des Druckregelorgans (45) und Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines

niedriger als der des Regelventils (47) liegt. Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

9. Vorrichtung nach Ansprüche, dadurch ge- Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung nach der Erkennzeichnet, daß dem Entlastungsventil (71) ein findung,

Elektromagnetventil zugeordnet ist, das im Ruhe- 65 Fig.2 ein Schaltbild zur Steuerung dieser Vorzustand geöffnet ist. richtung.

Die Vorrichtung besteht aus einem geschlossenen Schmelzbehälter 1 mit Deckel 5 und Einfüllstutzen 7