DE19829191A1

DE19829191A1 - Druckvergiesseinrichtung

Info

Publication number: DE19829191A1
Application number: DE1998129191
Authority: DE
Inventors: Herbert Becker; Mirco Fontana
Original assignee: BE AUTOMATION GIESEREITECHNIK
Current assignee: BE AUTOMATION GIESEREITECHNIK
Priority date: 1998-06-30
Filing date: 1998-06-30
Publication date: 2000-01-05

Abstract

Bei einer Druckvergießeinrichtung mit einem Druckbehälter (1), insbesondere Druckpfanne oder Druckofen, welcher einen Einlaß (2) für Schmelzen und einen Auslaß (5), insbesondere Vergießkanal (6) aufweist, welcher ggf. über einen Ausguß (7) flüssiges Material einer Form (11) zuführt, ist der Auslaß (5), insbesondere der Vergießkanal (6) zur Beeinflussung der Temperatur der Schmelze zumindest teilweise mit Wärme beaufschlagbar.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Druckvergiesseinrichtung mit einem Druckbehälter, insbesondere Druckpfanne oder Druckofen, welcher einen Einlass für Schmelzen und einen Auslass, insbesondere Vergiesskanal aufweist, welcher ggf. über einen Ausguss flüssiges Material einer Form zuführt.

Derartige Druckvergiesseinrichtungen sind im Stand der Technik in vielfälltigster Form und Ausführung bekannt und gebräuchlich. Insbesondere wird durch einen Einlass eine Schmelze eingefüllt, in der Druckfpanne oder im Druckofen mit Druck beaufschlagt und über einen Auslass an eine Form ausgebracht. Wird ein Druckofen verwendet, so kann innerhalb des Druckbehälters die Schmelze erhitzt werden.

Wird eine Druckpfanne verwendet, so wird die Schmelze schon vorher auf Verarbeitungstemperatur erhitzt und anschliessend in die Druckvergiesseinrichtung eingegeben.

Derartige im Stand der Technik bekannte Druckvergiesseinrichtungen haben den Nachteil, dass sehr lange Vorlaufzeiten erforderlich sind, um die Schmelze beim Vergiessen auf eine gewünschte optimale Temperatur zu bringen. Es ist zudem äusserst schwierig, diese Temperatur exakt zu regeln, so dass beim Vergiessen die gewünschte Temperatur nicht sofort erreicht wird.

Derartige Vorläufe beim Vergiessen sind äusserst teuer und kostenintensiv, da sehr viel Material durch Ausschuss, Arbeitszeit und Energie verschwendet wird.

Ferner ist nachteilig, dass die Schmelze häufig mit erheblich höheren Temperaturen, wie sie eigentlich beim Vergiessen erforderlich sind, in die Druckvergiesseinrichtung gelangen muss, um dann in der Form die gewünschte Temperatur zu erhalten. Dieses sogenannte Super-Heating führt zu erheblichen Gefügeveränderungen und Zerstörungen der Matrix der Schmelze.

Ferner ist nachteilig, dass bspw. bei einem Anlagenstillstand Temperaturverluste auftreten und ein weiteres Vergiessen, insbesondere von dünnwandigen Produkten bzw. Weiterverfahren ohne grosse Verluste nicht ohne weiteres möglich ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckvergiesseinrichtung der o. g. Art zu schaffen, welche die genannten Nachteile beseitigt und mit welcher eine Feinabstimmung und Voreinstellung der Temperatur unmittelbar vor dem Vergiessen möglich ist. Dabei sollen Vorlaufzelten beim Vergiessen erheblich reduziert werden und eine schnelle Anpassung an die gewünschte Temperatur soll ebenfalls möglich sein. Auch sollen Stillstandzeiten problemlos überbrückt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass der Auslass, insbesondere der Vergiesskanal zur Beeinflussung der Temperatur der Schmelze zumindest teilweise mit Wärme beaufschlagbar ist.

Die vorliegende Erfindung gestattet durch die Beeinflussung der Temperatur der Schmelze unmittelbar im Auslass, insbesondere im Vergiesskanal, bevorzugt mittels einer Heizeinrichtung, eine unmittelbare Feinabstimmung und regelbare Voreinstellung der Temperatur dieser Schmelze. Insbesondere bei Anfahrprozessen, bei welchen durch Temperaturschwankungen im Druckbehälter ein Temperatur abfall erfolgt, ist eine derartige Feinabstimmung und Feineinstellung von Vorteil.

Ferner wird bei herkömmlichen Druckvergiesseinrichtungen die Schmelze mit einer erhöhten Temperatur der Druckpfanne, bzw. dem Druckbehälter zugeführt, um Temperaturunterschiede bis zur Form auszugleichen. Diese erhöhten Temperaturen bewirken, dass insbesondere Gefügeveränderungen bis zur Zerstörung bspw. der Matrix der Schmelze erfolgen können. Dies ist unerwünscht.

Bevorzugt ist insbesondere der Vergiesskanal mittels einer Spule, welche induktiv betrieben wird umfangen. Über diese induktive Spule lässt sich regelbar die Temperatur der Schmelze, unmittelbar bevor sie in die Form vergossen wird, exakt steuern. Hierdurch entfällt eine Überhitzung bzw. Temperaturerhöhung der Schmelze vor Eintritt in die Druckvergiesseinrichtung. Die Heizeinrichtung kann zumindest teilweise über den Vergiesskanal verteilt sein. Es ist jedoch auch daran gedacht, den Vergiesskanal mit in Längsrichtung verlaufenden Spulen od. dgl. Heizeinrichtungen zu bestücken, um die Temperatur der Schmelze kurz vor dem Vergiessen zu regeln und feinabzustimmen.

Von Vorteil bei der vorliegenden Erfindung ist auch, dass insbesondere bei bspw. einem Anhalten eines Vergiessvorganges, insbesondere bei Anlagenstillstand, die Temperatur der Schmelze bis zum Weitervergiessen aufrechterhalten bleiben kann. Eine exakte Regelung ist permanent möglich, da auch dann beim Weiterverfahren die Temperaturunterschiede bis zur tatsächlichen erreichten Temperatur permanent ausgeglichen werden können. Insbesondere können hierdurch Vorlaufzeiten, in welchen sehr viel Ausschuss produziert wird, erheblich vermindert werden. Ein Anfahren oder Weiterverfahren nach einem Anlagenstillstand ist inbesondere auch bei dünnwandig herzustellenden Produkten möglich. Hierdurch können Stillstandzeiten, Rüstzeiten, Ausschuss- und Materialkosten erheblich reduziert werden.

Insgesamt ist mit der vorliegenden Erfindung eine Druckvergiesseinrichtung geschaffen, welche universeller einzusetzen ist, mit welcher Vergiessprozesse beschleunigt und Vorlaufzeiten erheblich verringert werden können.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Fig. 1 eine schematisch dargestellte Vorderansicht einer Druckvergiesseinrichtung mit Druckpfanne;

Fig. 2 eine schematisch dargestellte Draufsicht auf die Druckvergiesseinrichtung gemäss Fig. 1;

Fig. 3 einen teilweise dargestellten Querschnitt durch einen Vergiesskanal mit erfindungsgemässer Heizeinrichtung gemäss Fig. 2 entlang Linie III-III;

Fig. 4 einen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Vergiesskanales mit erfindungsgemässer Heizeinrichtung.

Gemäss Fig. 1 weist eine erfindungsgemässe Druckvergiesseinrichtung R einen Druckbehälter 1 auf, in welchen über einen Einlass 2 eine Schmelze permanent eingefüllt wird. Der Druckbehälter 1 kann als Druckofen oder als Druckpfanne, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist, ausgebildet sein. Über hier nur angedeutet dargestellte Kippvorrichtungen 3.1, 3.2 lassen sich Druckbehälter 1 und Einlass 2 bspw. zum vollständigen Entleeren, Reinigen und Warten verschwenken. Auf einem Schienensystem 4 kann die Druckvergiesseinrichtung R bewegt werden.

Vorzugsweise dem Einlass 2 gegenüberliegend ist dem Druckbehälter 1 ein Auslass 5 zugeordnet. Der Auslass 5 ist schnabelartig ausgebildet und weist einen Vergiesskanal E auf. Endseits des Auslasses 5 ist ein Ausguss 7 vorgesehen, welcher einen Ausgussstein 8 aufweist. Über ein Stopfenelement 9, welches vorzugsweise über einen Stopfenantrieb 10 höhenverstellbar und insbesondere verfahrbar ist, lässt sich der Ausgussstein 8 öffnen und verschliessen.

Die Schmelze wird über den Einlass 2 in den Druckbehälter 1 eingefüllt und steuerbar über Druck, insbesondere Gasdruck unter Verwendung von bspw. Argon oder Neon dem Vergiesskanal 6, insbesondere über den Auslass 5 zugeführt.

Die Schmelze wird dann über den Ausgussstein 8 einer Form 11 zugführt. Die einzelnen Formen 11 können über eine Transporteinrichtung 12 ebenfalls verfahren werden, wie dies insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist.

Zur Überwachung des Badstandes der Schmelze im Vergiesskanal 6 kann ein Badstandslaser 13 der Druckvergiesseinrichtung R zugeordnet sein, welcher bspw. eine Drucksteuerung ersetzen oder zusätzlich ergänzen kann.

Wesentlich bei der vorliegenden Erfindung ist jedoch, dass der Auslass 5 und insbesondere der Vergiesskanal 6 zumindest teilweise mit Wärme über eine Heizeinrichtung 14 beaufschlagbar ist. Diese Heizeinrichtung 14 befindet sich vorzugsweise im Bereich des Vergiesskanales 6 und ist bevorzugt als Spule 15 ausgebildet. Über die Spule 15 lässt sich eine Temperaturerhöhung der Schmelze im Vergiesskanal 6 erzeugen, ohne dass es zu Material- und/oder Gefügeveränderungen oder Zerstörungen der Matrix des Materials bzw. der Schmelze kommt. Ein Super-Heating kann auf diese Weise vermieden werden.

Zudem ist eine äusserst schnelle Regelung der Temperatur unmittelbar bevor die Schmelze über den Ausguss 7 in die Form 11 gelangt, möglich. Auch eine Feinabstimmung der Temperatur wird auf diese Weise gewährleistet, da eine derartige Spule leicht über eine Steuerung zu regeln ist.

Ferner lässt sich, insbesondere beim Anfahren und zu Beginn des Vergiessens eine Temperatur voreinstellen. Diese Voreinstellung lässt sich ebenso besonders gut regeln. Auch bei Anlagenstillstand, sowohl beim Abschalten, als auch bei kurzzeitigem Stillstand ist insbesondere bei dünnwandigen Produkten, welche vergossen werden, ein schnelles Weitervergiessen möglich, da die Temperatur der Schmelze im Auslass 5 und insbesondere im Vergiesskanal 6 konstant gehalten wird.

Es lassen sich Temperaturbereiche, je nach Auslegung der Heizeinrichtung 14 von bspw. 0° bis 100°C abweichend von der Temperatur der Schmelze regeln bzw. nachsteuern.

Ein weiterer Vorteil ist ferner, dass ein hoher Ausschuss durch lange Anfahrzeiten, bis die gewünschte und erforderliche Temperatur erreicht ist, entfällt und die Produkte durchgehend aus homogenem Material hergestellt werden können. Auf diese Weise können erhebliche Kosten eingespart werden.

In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gemäss Fig. 2 ist die Heizeinrichtung 14 nur zumindest teilweise im Bereich des Vergiesskanales 5 vorgesehen. Vom vorliegenden Erfindungsgedanken soll jedoch auch umfasst sein, dass die Heizeinrichtung 14 über den gesamten Bereich des Vergiesskanales 6 sich erstrecken kann.

Auch soll im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen, dass im Auslass 5 sowie auch im Ausguss 7 eine Mehrzahl Heizeinrichtungen 14 vorgesehen sein können. Es ist ferner daran gedacht, dass die Heizeinrichtungen 14 innerhalb des Auslasses 5 vorgesehen sind und den Vergiesskanal 5 umgeben.

Gemäss Fig. 3 ist der Vergiesskanal 6 des Auslasses 5 von der Heizeinrichtung 14, welche bevorzugt als induktive Spule 15 ausgebildet ist, radial umfangen. Die Spule 15 ist bevorzugt zentrisch zur Schmelze im Vergiesskanal 6 angeordnet. Auf diese Weise wird eine bestmögliche Erhitzung gewährleistet.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gemäss Fig. 4 ist der Vergiesskanal 6 ebenfalls mit einer Heizeinrichtung 14 versehen, welche als durchgehende Spule 15 ausgebildet ist. Jedoch ist die Spule 15 oberhalb des Vergiesskanales 6 von einem Deckelelement 16, welcher ggf. aufklappbar oder zu öffnen ist, eingesetzt.

Die Heizelemente 14 können jedoch auch in einer Längsrichtung des Vergiesskanales 6 im Auslass 5 vorgesehen sein, dies soll ebenfalls vom vorliegenden Erfindungsgedanken umfasst sein.

Bezugszeichenliste

1

Druckbehälter

2

Einlass

3

Kippvorrichtung

4

Schienensystem

5

Auslass

6

Vergiesskanal

7

Ausguss

8

Ausgussstein

9

Stopfenelement

10

Stopfenantrieb

11

Form

12

Transportvorrichtung

13

Badstandslaser

14

Heizeinrichtung

15

Spule

16

Deckelelement
R Druckvergiess einrichtung

Claims

1. Druckvergiesseinrichtung mit einem Druckbehälter (1), insbesondere Druckpfanne oder Druckofen, welcher einen Einlass (2) für Schmelzen und einen Auslass (5), insbesondere Vergiesskanal (6) aufweist, welcher ggf. über einen Ausguss (7) flüssiges Material einer Form (11) zuführt, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass (5), insbesondere der Vergiesskanal (6) zur Beeinflussung der Temperatur der Schmelze zumindest teilweise mit Wärme beaufschlagbar ist.

2. Druckvergiesseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Vergiesskanal (6) zumindest teilweise eine Heizeinrichtung (14) zugeordnet ist.

3. Druckvergiesseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (14) den Vergiesskanal (6) zumindest teilweise umfängt.

4. Druckvergiesseinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Heizeinrichtung (14) eine Temperaturregelung und/oder eine Temperaturfeinabstimmung der Schmelze in dem Vergiesskanal (6) oder Ausguss (7) unmittelbar vor dem Vergiessen regelbar und/oder steuerbar ist.

5. Druckvergiesseinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (14) als Spule (15), ggf. induktiv, ausgebildet ist.

6. Druckvergiesseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (15) den Vergiesskanal (6) zumindest teilweise radial umfängt.

7. Druckvergiesseinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (15) zumindest teilweise in einem Bereich des Vergiesskanales (6) vorgesehen ist.

8. Druckvergiesseinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (15) unterhalb und/oder oberhalb des Vergiesskanales (6) angeordnet ist.

9. Druckvergiesseinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (15) den Vergiesskanal (6) und/oder die Schmelze in etwa )mittig und radial umfängt.

10. Druckvergiesseinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Auslass (5) eine Mehrzahl von Heizelementen (14) in einer achsialen Längsrichtung des Vergiesskanales (6) vorgesehen sind.

11. Druckvergiesseinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Badstandes der Schmelze und zur Steuerung des Vergiessprozesses im Vergiesskanal (6), ein Badstandslaser (13) vorgesehen ist.