DE2319004A1 - Stopfenbetaetigungseinrichtung fuer giesspfanne - Google Patents

Stopfenbetaetigungseinrichtung fuer giesspfanne

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DE2319004A1
DE2319004A1 DE19732319004 DE2319004A DE2319004A1 DE 2319004 A1 DE2319004 A1 DE 2319004A1 DE 19732319004 DE19732319004 DE 19732319004 DE 2319004 A DE2319004 A DE 2319004A DE 2319004 A1 DE2319004 A1 DE 2319004A1
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Emil Simons
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/14Closures
    • B22D41/16Closures stopper-rod type, i.e. a stopper-rod being positioned downwardly through the vessel and the metal therein, for selective registry with the pouring opening
    • B22D41/20Stopper-rod operating equipment

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)

Description

  • Stopfenbetätigungseinrichtung für Gießpfanne Die tirfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung für einen auf- und abwärts bewegbaren Stopfen mit einem Diflerentialzylinder als Antrieb für diesen, zum Öffnen und Verschließen der im Boden einer Gießpfanne angeordneten Auslauföffnung für die Schmelze.
  • Soll aus einer Gießp£S1ne schlackenfrei vergossen werden, so läßt man das flüssige Metall aus einer am Boden der Pfanne angeordneten Öffnung austreten iiiid im freien Fall als Strahl in die zu füllende Form einlaufen, bis diese gefüllt ist.
  • Zu diesem Zweck wird bei einer bekannten, mit einem Differentialzylinder ausgerüsteten Betätigungseinrichtung für den Stopfen, dieser über eine bestiu?mte Zeit entsprechend dem Hub des Kolbens im Zylinder von der Bodenauslaßöffnung abgehoben und dann wieder auf diese aufgesetzt.
  • Da die Gießzeit unabhängig vom Gußstückgewicht so einzustellen ist, daß einerseits die im Formhohlraum befindliche Zuluft restlos austreten kann, die von der einlaufenden Schmelze vor sich hergetrieben wird und diese andererseits während des Gießens nicht vorzeitig erstarren darf, kann die bekannte Stopfenbetätigungseinrichtung nur für die Fälle verwendet werden, bei denen sich eine Form mit gleichbleibender Einlaufmenge an Schmelze noch in einem wirtschaftlich vertretbaren Zeitraum füllen läßt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stopfenbetätigungseinrichtung vorzuschlagen, mit welcher in Abhängigkeit vom Durchmesser des Anschnitts oder der Gestalt des zu füllenden Formhohlraums mit verschieden großen Auslaufmengen an Schmelze aus der PSamle vergossen werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Differentialzylinder zwei auf einer gemeinsamen Mittellinie hintereinander liegende, in eigenen Dickkamrern angeordnete Kolben aufweist, deren Kolbenstangen die Stirnflächen des Differentialzylinders durchdringen.
  • Zur Einstellung der Hubhöhe des einen über den Schlitten wld die Traverse mit der Stopfenstange verbundenen Kolbens und der Hubhöhe des T)ifferentialzylinders, die beide zum Regeln der Ausflußzenge an Schmelze entsprechend dem sich aus der Gestalt des herzustellenden Gußteils ergebenden Volumen/Oberflächenverhältnis verändert werden sollen, wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß die Innenteile der Kolbenstangen einen größeren Durchmesser als deren Außenteile haben und an den Zylinderstirnflächen, diese übergreifend, am Zylindermantel aufschraubbare Überwurfmuttern vorhanden sind, deren Bohrungsdurchmesser etwas größer als derjenige der Außenteile, jedoch kleiner als der Durchmesser der Irnienteile der Kolbenstangen sind.
  • Um für den Stopfen, der gut dichtend die Auslauföffnung am Boden der Gießpfanne verschließen muß, wenn nicht vergossen wird, ohne Veränderung der eingestellten Ausflußmenge eine gute Nachstellmöglichkeit zu haben, die benötigt wird, wenn durch von der Schmelze .verursachte Auswaschungen am Ausgußstein; und dem Kopf der Stopfenstange auszugleichen sind, wird erfindungsgemäß empfohlen, daß der Außenteil der oberen Kolbenstange starr mit dem über eine Traverse die Stopfenstange tragenden, in Lagern des Halte gerüstes geführten Schlitten verbunden und der Außenteil der unteren Kolbenstange in Achsrichtung einstellbar am abgewinkelten Teil des Traggerüstes festgelegt sind.
  • Weiterhin wird zuni dichten Verschließen der am Boden der Gießpfanne befindlichen Auslauföffnung durch den Stopfen für den Ball, daß die Kolben des Differentialzylinders drucklos sind, nach der Erfindung noch vorgeschlagen, daß zwischen dem oberen Lager und einem darunter sich auf dem Schlitten befindlichen, festlegbaren Stellring eine Druckfeder angeordnet ist.
  • Um schließlich noch aufeinanderfolgend verschieden große Schmelzgutmengen über unterschiedlich lange Zeiträume aus der Gießpfanne in einen Fornhohlraum laufen lassen zu können, wird er:Sindungsgemäß weiter empfohlen, daß für die Beaufschlagung eines jeden Kolbens des Differentialzylinders in der einen oder anderen Richtung zweckentsprechende Steuermittel vorhanden und diese mit einstellbaren Zeitgliedern kombiniert sind.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung besprochen, in deren Fig. 1 beispielsweise eine Stopfenbetätigungseinrichtung senkrecht geschnitten dargestellt ist.
  • Die Gießpfanne 1 besteht aus einem tragenden Metallmantel 2, der mit einer Keramik 3 zugestellt ist. Am Boden der Gießpfanne befindet sich der austauschbare Äusgußstein 4, der eine AuslauS.öffnung 5 aufvJeist. Diese wird vom auswechselbaren Kopf 6 der Stopfenstange 7 verschlossen, wenn diese herabgelassen ist.
  • Über eine Traverse 8 ist die Stopfenstange verwindungssteif mit dem parallel zu ihr angeordneten Schlitten 9 verbunden.
  • Dieser wird von den Lagern 10, 11 senkrecht, auf- und abbeweglich geführt und ist in diesen gegen Verdrehen gesichert.
  • Die Lager sind am Traggerüst 12 angeordnet, das durch Halter 13, 14 starr mit dem Ivletallmantel 2 der Gießpfanne 1 verbunden ist.
  • Der mit Luft oder einer Flüssigkeit als Druckmedium betreibbare Differentialzylinder 15 hat zwei auf einer gemeinsamen Mittellinie hintereinander liegende Kolben 16,17, die sich in den Druckkammern 18,19 hin- und herbewegen, je nachdem, ob das Druckmittel durch die Kanäle 20,23 hineingepreßt wird und gleichzeitig aus den anderen beiden Kanälen 21,22 drucklos austritt, wie es die Zeichnung zeigt oder umgekehrt.
  • Die Kolben 16,17 -haben Kolbenstangen 24,25, die aus im Durchmesser kleineren Außenteilen 26,27- und größer ausgebildeten Innenteilen 28,29 bestehen. Diese gehen durch die Stirnflächen 30,51 des Differentialzylinders 15 hindurch, deren Bohn mgsflächen in zweckmäßiger Weise durch bekannte, nicht dargestellte Mittel gegenüber den Innenteilen 28,29 abgedichtet sind, so daß in den Druckkammern 18, 19 kein Druckabfall entstehen kann.
  • Der Differentialzylinder 15 hat nahe seiner Stirnflächen 30,31 auf seiner aiftelfläche Gewinde 32, 33 für die Überwurfmuttern 34,35. Diese haben in ihrem Zentrum Bohrungen 36,37, die eine solche Größe haben, daß sich darin nur die Außenteile 26,27 der Kolbenstangen frei bewegen können, nicht aber deren Innenteile 28,29 hindurch passen.
  • Der Außenteil 26 der Kolbenstange 24 ist starr mit dem Schlitten 9 verbunden, der über den Kolben 16 den an keiner Stelle festgelegten Differentialzylinder 15 trägt.
  • Der Außenteil 27 der anderen Kolbenstange 25 greift mit seinem Gewinde in dasjenige des unteren abgewinkelten Teils 38 vom Traggerüst 12 ein. Durch das fest mit dem Außenteil 27 verbundene Handrad 41 läßt SiCh der Kolben 17 in seiner Höhenlage einstellen.
  • Zwischen dem oberen Lager 10 und dem Stellring 39 ist eine Druckfeder 40 angeordnet, durch die über den Schlitten 9 die Traverse 8 und die Stopfenstange 7, deren Kopf 6 flüssigkeitsdicht auf die Auslauföffnung 5 gepreßt wird, wenn der Differentialzylinder 15 drucklos ist.
  • Es wird nun die Funktionsweise der Betätigungseinrichtung besprochen.
  • In der Zeichnung sollen die Kolben 16 und 17 über die Kanäle 20 bzw. 23 mit einem Druckmittel beaufschlagt sein. Der Differentialzylinder 15 sowie auch der Kolben 16 befinden sich in ihren untersten Stellungen, bei welchen der Kopf 6 der Stopfenstange 7 die Auslauföffnung 5 der Gießpfanne 1 flüssigkeitsdicht verschließt. Der Schließdruck, mit dem der Kopf 6 der Stopfenstange 7 auf dem Ausgußstein 4 aufliegt, ist durch Betätigen des Handrades 41 eingestellt, das die Höhenlage des Differentialzylinders 15 bestimmt. Treten im Gießbetrieb durch entstandene Auswaschungen am Kopf 6 und/oder Ausgußstein 4 im geschlossenen Zustand Undichtigkeiten auf, so können diese durch Nachstellen des--Handrades 41 beseitigt werden, indem durch geringfügiges Absenken des Differentialzylinders 15 der Schließdruck etwas erhöht wird und sich dadurch der Kopf und Ausgußstein an ihren Berührungsstellen im Bereich der plastischen Verformung einander besser anpassen.
  • Wird der Kolben 17 über den Kanal 22 mit einem Druckmittelbeaufschlagt, währenddem aus dem Kanal 23 das Druckmediua austreten kann, und der Kolben 16 weiterhin über den Kanal 20 unter Druck gehalten, so wird der Differentialzylinder 15 um die Höhe der Druckkammer 19 angehoben und im gleichen Maße auch der Kopf 6 der Stopfenstange 7, vom Ausgußstein 4 entfernt, da die Stopfenstange 7 über die Traverse 8 mit dem Schlitten 9 verbunden ist, an dessen unterem Ende die Kolbenstange 24 angreift. Zwischen dem schmalen Ringspalt, der zwischen dem Kopf 6 und der Auslauföffnung 5 entstanden ist, kann in einer bestimmten Zeiteinheit eine kleine Schmelzgutmenge austreten.
  • Soll die Menge der auslaufenden Schmelze in dem gleichen Zeitraum vergrößert werden, so läßt sich zu diesem Zweck der Kopf 6-! der Stopfenstange 7 um die Höhe der Druckkammer 18 weiter gegenüber dem Ausgußstein 4 anheben, wenn der Kolben 16 über den Kanal 21 mit dem Druckmittel beaufschlagt wird, während dieses aus dem Kanal 20 drucklos entweichen kann.
  • Die Hubhöhe des Differentialzylinders 15 und des Kolbens 16 können auch noch in den Druckkamnern 19 bzw. 18 beliebig durch Einschrauben der tibervurfmuttern 34, 35 praktisch bis auf Null verändert werden, wenn die Innenteile 28, 29 der Kolbenstangen 24, 25 an den Überwurfmuttern zur Anlage kommen.
  • Die beschriebene Einrichtung läßt sich mit Steuermitteln, denen auch Zeitglieder zugeordnet sein könnens betreiben, die nachfolgend anhand der Fig. 2-bis 4 besprochen werden.
  • In den Figuren 2 bis 4, die einige von vielen möglichen Gießkurven darstellen, ist jeweils auf der Ordinate die aus der Gießpfanne ausfließende Schmelzgutmenge Q in kg im Verhältnis zur Längeneinheit ml, die der Anhebhöhe des Differentialzylinders 15 entspricht und der Längeneinheit m2, die für den Hub des Kolbens 16 gilt, aufgetragen. Auf der Abzisse ist die Zeit t in s in Abschnitte tl, t2 und t3 unterteilt abgetragen.
  • Dabei sind bei den Figuren 2 und D die Längeneinheiten ml und m2 verschieden groß dargestellt, womit die durch die Übervur£- 1 muttern 34 und 35 gegebenen Verstellmöglichkeiten gezeigt werden sollen.
  • Nachdem Pig. 2 ist zunächst über den Zeitabschnitt t1 der Differentialzylinder 15 um die Längeneinheit ml angehoben, so daß eine dieser Einheit entsprechend kleine Schmelzgutmenge ausfließt, die im Zeitraum zwischen tl und t2 um die Längeneinheit m2, mit welcher der Kolben 16 hochgefahren ist, vergrößert wird. In der Zeitspanne zwischen t2 und t3 ist der Kolben 16 nieder abgesenkt. Es strömt daher aus der Gießpfanne nur noch die der Längeneinheit m1 entsprechende Schmelz- -gutmenge aus.
  • In der. Fig. 3 werden bei Beginn des Gießvorganges gleichzeitig der Kolben 16 um die Längeneinheit m2 hochgefahren und der Differentialzylinder 15 um die Längeneinheit ml angehoben.
  • Es fließt daher sofort über. den Zeitraum tl die größere, den beiden Längeneinheiten ml und m2 entsprechende Schmelzgutmenge aus, die im Zeitabschnitt von t1 bis t2 durch Herablassen des Differentialzylinders 15 im Verhältnis zu dessen Längeneinheit Iml verkleinert ist.
  • Bei der Fig. 4 wird die LängeneinSeit. ml für den angehobenen Differentialzylinder 15 in der gleichen Größe angenommen wie die Längeneinheit m2 für den hochgefahrenen Kolben 16. Nach diesem Beispiel kann also über die Zeit tl entweder durch Anheben des Differentialzylinders 15 oder durch Hochfahren des Kolbens 16 die gleiche Menge an Gießmaterial vergossen werden.
  • Die mit der~Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß es jetzt möglich geworden ist, mit einer leicht bedienbaren, in ihrem Aufbau einfachen Einrichtung entsprechend der Form eines herzustellenden Teiles, dieses mit zwei verschiedenen aus der Pfanne austretenden Gießstrahlquerschnitten herzustellen, die auch noch jeder für sich einstellbar sind, womit sich eine bessere Gußqualitat innerhalb einer kürzeren Vergießzeit als bisher erreichen läßt.

Claims (5)

P a t e n t a n s p r ü c h e :
1. Betätigungseinrichtung für einen auf- und abwärts bewegbaren Stopfen mit einem Differentialzylinder als Antrieb für diesen, zun Öffnen und Verschließen der im Boden einer Gießpfanne angeordneten Auslauföffnung für die Schmelze, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Differentialzylinder (15) zwei auf einer gemeinsamen Mittellinie hintereinander liegende, in eigenen Druckkiniern (18,19) angeordnete Kolben (16,17) aufweist, deren Kolbenstangen (24,25) die Stirnflächen (30,31) des Differentialzylinders durchdringen.
2. Betätigungseinrichtung für einen auf- und abwärts bewegbaren Stopfen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenteile (28,29) der Kolbenstangen (24,25) einen größeren Durchmesser als deren Außenteile (26,27) haben und an den Stiriiflächen (30,31) des Differentialzylinders (15) diese übergreifend, am Zylindermantel aufschraubbare Überwurfmuttern (34,35) vorhanden sind, deren Bohrungsdurchmesser (36,37) etwas größer als derjenige der Außenteile (R26,27), jedoch kleiner als der Durchmesser der Innenteile (28,29) der Kolbenstangen (24,25) sind.
3.Betätigungseinrichtung für einen auf- und abwärts bewegbaren Stopfen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der Außenteil (26) der oberen Kolbenstange (24) starr mit dem über eine Traverse (8) die Stopfenstange (7) tragenden, in Lagern (10,11) des Traggerüstes (12) geführten Schlitten (9) verbunden und der Außenteil (27) der unteren Kolbenstange (25) in Achsrichtung einstellbar am Teil (38) des Traggerüstes (12) festgelegt sind.
4. Betätigungseinrichttmg für einen auf- und abwärts bewegbaren S-topfen nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem oberen Lager (10) und einem darunter sich auf dem Schlitten (9) befindlichen, festlegbaren Stellring (39) eine Druckfeder (40) angeordnet ist.
5. Betätigungseinrichtung für einen auf- und abwärts bewegbaren Stopfen nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß für die Beaufschlagung eines jeden Kolbens (16,17) des Differentialzylinders (15) in der einen oder anderen Richtung zweckentsprechende Steuermittel vorhanden und diese mit einstellbaren Zeitgliedern kombiniert sind.
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