DE2430835B2 - Vorrichtung zum giessen von gusswerkstuecken - Google Patents
Vorrichtung zum giessen von gusswerkstueckenInfo
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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- B22D39/00—Equipment for supplying molten metal in rations
- B22D39/04—Equipment for supplying molten metal in rations having means for controlling the amount of molten metal by weight
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Gießen von Gußwerkstücken mit einer in Abhängigkeit vom
Füllgewicht kippbaren Gießpfanne mit Gießschnabel, welche durch eine Wiegeeinrichtung abgestützt ist, die
über ein Steuergerät den Kippantrieb der Gießpfanne steuert, sowie mit einer Nachfülleinrichtung, welche bei
Erreichen eines vorbestimmten niedrigen Füllgewichtes der Gießpfanne gesteuert den Nachfüllvorgang beginnt
und bei Erreichen eines vorbestimmten höheren Füllgewichtes den Nachfüllvorgang unterbindet.
Eine solcher Vorrichtung ist aus der DT-AS 12 17 558
bekannt. Diese bekannte Vorrichtung arbeitet nach einem Verfahren, mit dem das Soll- oder Durchschnittsgewicht
von in größeren Stückzahlen auf Gießmaschinen hergestellten Gußformaten gesteuert und kontrolliert
werden soll. Hierbei wird das Ist-Gewicht der Gußformate in den Kokillen nach Beendigung des
Gießvorganges bestimmt und die Abweichung des Ist-Gewichtes vom Soll-Gewicht zur Steuerung des
Gießvorganges der nachfolgenden Gußformate verwendet. Für die Berechnung des Ist-Gewichtes, der
Abweichung vom Soll-Gewicht sowie der daraus sich ergebenden Werte für den Gießvorgang ist ein
Rechengerät verwendet, bei dem die einzelnen Werte auch durch Kurvenschienen oder Kurvenkörper dargestellt
sein können.
Bei diesem bekannten Verfahren werden im wesentlichen nur Differenzen nach Fertigstellung eines Werkstückes
in die Berechnung einbezogen, um Korrekturen für den nächsten Gießvorgang vornehmen zu können,
Eine genaue Überwachung und Steuerung des Ist-Gewichtes des Werkstückes ist dagegen nicht möglich, weil
die Korrekturen ständig den tatsächlichen Änderungen des Ist-Gewichtes nachhinken. Das bekannte Verfahren,
ermöglicht daher nur eine angenäherte Konstanthaltung des Gewichtes der Gußformate.
Zur Ausführung dieses bekannten Verfahrens ist eine r>
Vorrichtung bekannt, die eine Recheneinrichtung sowie eine Einrichtung zur Erfassung dynamischer Einflüsse
aufweist, welche in Form eines Eingangswertes der Recheneinrichtung zugeführt werden (vergl. DT-AS
17 85 073). Unter dynamischen Einflüssen werden dabei hi die Einflüsse verstanden, die beim Zufließen des Metalls
in die Gießmulde während der Gießzeiten vorkommen, z. B. eine Schwerpunktverlagerung der Gießmulde oder
Auftreten von Beschleunigungskräften, die durch die Krafteinwirkung der Kippantriebe eintreten.
i"1 Bei einer anderen Vorrichtung zum Ausführen des
bekannten Verfahrens werden in der Gießpause gemessene Gewichtsänderungen der Gießmulde in
Form einer spezifischen Funktion in einem Speicher eines Rechen- und Regelgerätes gespeichert, so daß sie
-'«ι später während des Gießvorganges zur Ermittlung des Ist-Gewichtes der aus der Gießmulde vergossener.
Flüsaigkeitsmenge herangezogen werden können (vergl. DT-AS 13 00 207). Damit wird eine brauchbare
Annäherung der Maßhaltigkeit der einzelnen Gußfor- -'■> mate erzielt. Jedoch müssen dazu die verschiedenen
Werte gespeichert und einem Rechengerät zugeführt werden, welches bei auftretenden Abweichungen
zwischen Ist-Gewicht und Soll-Gewicht Korrekturen vornimmt. Bei einer Steuerung der Neigung der
ι» Gießmulde dient diese Steuerung lediglich zum
Ansteuern einer genauen Ruhestellung der Gießpfanne, aus welcher Ruhestellung ein Gießvorgang ohne
größeren Schwenkweg unmittelbar eingeleitet werden kann.
i"> Statt kippbarer Gießpfannen ist es auch bekannt, mit
feststehenden Gießgefäßen zu arbeiten, die eine durch Ventil steuerbare Bodenaustrittsöffnung aufweisen
(vergl. DT-AS 11 86 175 und 15 08 203). Über das Ventil wird die aus dem Gießgefäß ausfließende Werkstofftii
menge pro Zeiteinheit gesteuert. Eine reine Zeitsteuerung scheitert dabei daran, daß die pro Zeiteinheit
ausfließende Werkstoffmenge sehr stark von der Höhe des Flüssigkeitsbadspiegels über der Ausflußöffnung des
Düsensteins abhängig ist.
■i> Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Vorrichtung der eingangs näher bezeichneten Art so weiterzubilden, daß die möglichen Störeinflüsse, welche
die Einstellung und Konstanthaltung des Soll-Gewichtes des Werkstückes beeinträchtigen können, auszuschalten
ίο und bei einfacher Ausbildung der Vorrichtung zu
gewährleisten, daß der Gießvorgang und die Gießbedingungen möglichst unverändert bleiben, so daß der
Gießvorgang nach einem fest vorgegebenen Programm, insbesondere einem Zeitsteuerprogramm, ablaufen
■'>■■> kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Gießschnabel als geschlossener Kanal mit einer
durch einen Düsenstein gebildeten und nach unten gerichteten kalibrierten Ausgießöffnung ausgebildet ist
w) und daß das Steuergerät eine empirisch festgelegte und von der Wiegeeinrichtung durch steuerbaren Verstelltrieb
bewegbare Steuerkurve aufweist, die jedem Gewichtswert der Gießpfanne einen vorbestimmten
Neigungswinkel der Gießpfanne fest zuordnet, derart, h) daß die Flüssigkeitssäule über der kalibrierten Ausgießöffnung
stets eine vorbestimmte gleichbleibende Höhe aufweist, und der Kippantrieb wenigstens der Gießpfanne
durch die Steuerkurve beätigbar ist.
η irch diese Maßnahmen wird eine genaue Überwa-,
Vn. und Steuerung des Gewichtes des Werkstückes
f sehr einfache, jedoch zuverlässige Weise bei einer
kJnpbaren Gießpfanne möglich.
Störgrößen aufgrund dynamischer Einflüsse können ht auftreten, so daß auch eine Messung und eine hnerische Berücksichtigung der dynamischen K äfte ballen kann Ein Ventil wird nicht benötigt, da eine 6Pn3Ue Steuerung des Beginns und des Endes des r-pßvoreanges allein durch die Kippbewegung der ι r'ießSie ohne Auftreten von dynamischen Kräften Blich ist Gleichzeitig wird auch jeder statische Finfluß auf die Gießgenauigkeit beseitigt, da trotz der Kinobewegung der Gießpfanne stets die gleiche f ,Wsiekeitsstandhöhe über der kalibrierten Ausgießöff- ι η ine zwangsläufig aufrechterhalten wird. Somit können wohl die dynamischen als auch die statischen Einflüsse S°7 den Gießvorgang allein durch die gesteuerte Kinnbewegung der kippbaren Gießpfanne in Verbinde mit der kalibrierten Ausgießöffnung des geschlossenen Ausgießschnabels verwirklicht werden.
Störgrößen aufgrund dynamischer Einflüsse können ht auftreten, so daß auch eine Messung und eine hnerische Berücksichtigung der dynamischen K äfte ballen kann Ein Ventil wird nicht benötigt, da eine 6Pn3Ue Steuerung des Beginns und des Endes des r-pßvoreanges allein durch die Kippbewegung der ι r'ießSie ohne Auftreten von dynamischen Kräften Blich ist Gleichzeitig wird auch jeder statische Finfluß auf die Gießgenauigkeit beseitigt, da trotz der Kinobewegung der Gießpfanne stets die gleiche f ,Wsiekeitsstandhöhe über der kalibrierten Ausgießöff- ι η ine zwangsläufig aufrechterhalten wird. Somit können wohl die dynamischen als auch die statischen Einflüsse S°7 den Gießvorgang allein durch die gesteuerte Kinnbewegung der kippbaren Gießpfanne in Verbinde mit der kalibrierten Ausgießöffnung des geschlossenen Ausgießschnabels verwirklicht werden.
Nach Festlegung der Mindestfüllung und der maximalen Füllung der Gießpfanne lassen sich alle für
Γ Steuerung notwendigen Vorgänge empirisch in ner einzigen Funktionskurve zusammenfassen, die in
Abhängigkeit vom Gewicht der Gießpfanne gegenüber entsprechenden Abtastelementen verstellt wird, wo·
Hnrch den dynamischen Bewegungen durch entsprechende
Gegenbewegungen der Gießpfanne kompensierend entgegengewirkt werden kann. Außerdem sind
■n.er allen Verhältnissen die gleichen statischen Situationen über der Ausgießöffnung gewährleistet.
A,,eh die sonst üblichen bekannten und meist sich
langsam ändernden Einflüsse, z. B. die Änderung des Durchmessers der kalibrierten Ausgießöffnung, können
bei einer solchen empirisch ermittelten Steuerkurve leicht und mit hinreichender Genauigkeit berücksichtigt
werden Somit wird es möglich, die Gießs.tuat.on unverändert auch über längere Zeiten zuverlässig
aufrechtzuerhalten und die Gießmenge ausschließlich
ze [abhängig und so auf besonders einfache Weise zu
Kl
Um aucn bei Vergießen größerer Schmelzmengen die dynamischen Einflußgrößen zuverlässig auszuschalten,
ist es vorteilhaft, den Antrieb auch von einer ebenfalls kippbar gelagerten Nachfülleinrichtung durch die
gleiche Steuerkurve zu betätigen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 ein sehr einfaches Ausführungsbeispiel in
Seitenansicht und
Fig.2 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer
Vorrichtung gemäß der Erfindung.
In Fig. 1 ist die Gießpfanne 1 um die Welle 3 mit Hilfe eines Zahnrades 2 und eines von einem Motor
antreibbaren Ritzels schwenkbar. Die Welle 3 und der Motor sind an einem bügeiförmigen Gehänge
befestigt, das über ein Verbindungsteil 13 an dem Lastaufnahmeteil einer automatischen, z. B. elektronischen
Waage 14, angehängt ist. Die auf einem Träger abgestützte Waage kann einen Anzeigeteil 15 aufweisen.
Die Gießpfanne 1 kann durch einen Deckel verschlossen sein. Sie weist in jedem Fall einen
Gießschnabel 6 in Form eines geschlossenen Kanals mit einer durch einen Düsenstein 7 gebildeten und nach
unten gerichteten kalibrierten Ausgießöffnung 8 auf.
Bei der beschriebenen Vorrichtung wird das Material aus der Gießpfanne 1 direkt auf einem Gießwagen 10
angeordneten Formen 9 gegossen. Der Gießwagen 10 steht beim Gießen auf einem einer elektronischen
Waage 11 zugeordneten Abschnitt der Gießbahn, so daß der Gießvorgang durch die Waage U beendet
werden kann, wenn die Form um die vorgegebene Metallmenge schwerer geworden ist.
Beim Beispiel nach Fig. 1 ist der Gießpfanne 1 eine
Nachfülleinrichtung 23 zugeordnet, die gemäß dem
Doppelpfeil 25 gesteuert schwenkbar ist, um den Schnabel in und außer Nachfüllstellung zu bringen.
Durch Begrenzung der Gießzeit auf einen maximalen Wert kann sichergestellt werden, daß bei Fehlern in der
Form 9 der Gießvorgang nicht endlos weiterläuft.
Die die Gießpfanne 1 unterstützende Waage 14 weist einen Ausgangsteil 16 auf, der über Leitung 17 mit einem
Steuergerät 18 verbunden ist. Als HauptbestandteM weist das Steuergerät eine empirisch festgelegte und
von der Wiegeeinrichtung durch steuerbaren Verstelltrieb bewegbare Steuerkurve 19 auf, die jedem
Gewichtswert der Gießpfanne 1 einen vorbestimmten Neigungswinkel der Gießpfanne fest zuordnet. Die
Ausgangswerte des Steuergerätes werden über die , Leitung 22 dem Kippmotor 4 der kippbaren Gießpfanne
zugeleitet, so daß während des Gießens die Neigung der Gießpfanne 1 automatisch und stetig verändert wird.
Dadurch läßt sich der Einfluß dynamischer Kräfte aut den Gießvorgang weitgehend ausschalten. Außerdem
wird durch die Steuerung der Neigung in Abhängigkeit
vom Gewicht gewährleistet, daß die Flüssigkeitssäule über der kalibrierten Ausgießöffnung 8 stets eine
vorbestimmte gleichbleibende Höhe aufweist. Damit werden auch Veränderungen der statischen Verhaltnisse
und deren Einfluß auf den Gießvorgang und dessen Genauigkeit ausgeschaltet. Unter der Voraussetzung,
daß die Analyse und die Temperatur des Werkstottes konstant gehalten werden, kann die Gießmenge auch
direkt über die Zeit automatisch bestimmt werden. Die
dafür notwendige Zeitsteuereinrichtung ist in t- lg.i
nicht dargestellt. Sie bestimmt den Beginn und das fcnde des Gießvorganges. .
Wenn, wie im dargestellten Beispiel, das Ende des Gießvorganges durch eine Waage 11 bestimmt wird, ist
diese über die Leitung 28 an das Steuergerat angeschlossen. . .
Bei einer schwenkbaren Nachfülleinrichtung 23 wird deren Schwenkantrieb über ein Steuergerat 27 gesteuert,
das über Leitung 26 an das Steuergerat angeschlossen ist. Dabei ist die Anordnung so getroffen,
daß bei Erreichen eines vorbestimmten kleinsten Gewichtswertes der gefüllten Gießpfanne 1 das
Steuergerät 18 ein Nachfüllen in die Gießpfanne 1 über das Steuergerät 27 auslöst. Das Nachfüllen kann so
, gesteuert werden, daß die eingestellte Neigung der
Gießpfanne 1 unverändert bleibt, oder, daß sich die
Neigung der Gießpfanne 1 vor dem Nach ullen vergrößert und während des Nachfüllen;; rück.au ig
verkleinert. Der Schwenkantrieb für die NachfuUem-„
richtung 23 wird durch die gleiche Steuerkurve 19 des Steuergerätes 18 gesteuert, wie der Schwenkan.neb
M?tdenZu!eitungen 20 und 21, die „ dem
Steuergerät 18 führen, soll angedeutet werden, daß diesem Steuergerät auch noch we.tere Emflußgroßen
verschiedener Art zugeführt werden können, um den Gießvorgang zu steuern. Bei diesen Emflußgroßen kann
es steh beispielsweise um Schlackefaktoren, um einen
Nachgießfaktor od. dgl. handeln.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.2 ist eine Vorrichtung mit einer Vorpfan.ne gezeigt. Eine solche ist
erforderlich, wenn der ausfließende Gießstrahl immer den gleichen Punkt der Formoberfläche treffen muß, r>
z. B. weil der Eingußtrichter relativ klein ist. Eine Nachgießeinrichtung 30 ist über ein Gehänge 31 an
einem fahrbaren Kran angehängt. Ihre Neigung wird durch einen Stellmotor 32 bestimmt, der über ein
Steuergerät 33 gesteuert wird, das seinerseits über in
Leitung 34 an das Hauptsteuergerät 35 angeschlossen ist. Dieses weist eine den Gießvorgang und den
Nachgießvorgang festlegende Steuerkurve 36 auf. Das Gerät weist weiterhin eine Anzeige 37 für die Waagen
auf. ι r>
Die Gießpfanne 38 ist mit einem Deckel 39, einem Nachfüllstutzen 40 für die Nachgießeinrichtung 30 und
einem Gießschnabel 44 versehen, an dessen unteren Ende in dem Düsenstein 45 eine Ausgießöffnung
vorgesehen ist. Die Gießpfanne 38 ist bei 41 in einem auf :i>
Rädern 53 verfahrbaren Gestell gelagert und über den Schwenkantrieb 42 verschwenkbar. Der Schwenkantrieb
ist über Leitung 43 mit dem Steuergerät 35 verbunden. Die Laufschienen sind auf einem Rahmen 52
montiert, der seinerseits auf einer Waage 54 angeordnet r> ist, die als elektronisch arbeitende Waage ausgebildet
sein kann und über Leitung 55 mit dem Steuergerät 35 verbunden ist.
Das aus dem Düsenstein 45 austretende Material gelangt in eine Vorpfanne 46, die bei 47 an einem
Traggestell 51 gelagert ist und einen Gießstein 48 mit Gießöffnung 49 aufweist. Die Vorpfanne ist über einen
Schwenkantrieb gemäß Pfeil 46 verschwenkbar. Das Traggestell ist auf einer elektronischen Waage 58
abgestützt, die über Leitung 59 mit dem Steuergerät 35 verbunden ist. Aus der Ausgießöffnung gelangt der
Werkstoff in die Form 60, die auf einem standbaren Wagen 61 angeordnet ist. Die Ausgießöffnung 49 der
Vorpfanne ist kalibriert. Die Vorpfanne kann verfahrbar sein und kann eine getrennte Induktionsheizeinrichtung
zur Temperaturregelung des Gießwerkstoffes aufweisen. Die Gießmenge wird durch die elektronische
Waage 58 festgestellt, auf der die Vorpfanne montiert ist. Wenn eine Vorpfanne 46 nicht benötigt wird und
eine Nachgießeinrichtung 30 nicht zur Verfügung steht, kann die elektronische Waage 54 für die Beendigung des
Gießvorganges über das Steuergerät 35 ausgenutzt werden, ebenso wie zur Eingabe des Gewichtswertes
der Gießmenge in das Steuergerät 35.
Auch der Gießpfanne 38 kann eine induktive Heizeinrichtung zugeordnet sein.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Vorrichtung zum Gießen von Gußwerkstücken mit einer in Abhängigkeit vom Füllgewicht kippbaren
Gießpfanne mit Gießschnabel, welche durch eine Wiegeeinrichtung abgestützt ist, die über ein
Steuergerät den Kippantrieb der Gießpfanne steuert, sowie mit einer Nachfülleinrichtung, welche
bei Erreichen eines vorbestimmten niedrigen Füllgewichtes der Gießpfanne gesteuert den Nachfüllvorgang
beginnt und bei Erreichen eines vorbestimmten höheren Füllgewichtes den Nachfüllvorgang unterbindet,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Gießschnabel (6) als geschlossener Kanal mit einer durch einen Düsenstein (7) gebildeten und nach
unten gerichteten kalibrierten Ausgießöffnung (8) ausgebildet ist und daß das Steuergerät (18) eine
empirisch festgelegte und von der Wiegeeinrichtung (!4) durch steuerbaren Verstelltrieb bewegbare
Steuerkurve (19) aufweist, die jedem Gewichtswert der Gießpfanne (1) einen vorbestimmten Neigungswinkel
der Gießpfanne fest zuordnet, derart, daß die Flüssigkeitssäule über der kalibrierten Ausgießöffnung
(8) stets eine vorbestimmte gleichbleibende Höhe aufweist, und der Kippantrieb wenigstens der
Gießpfanne (1) durch die Steuerkurve (19) betätigbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb auch von der ebenfalls
kippbar gelagerten Nachfüiieinrichtung (23) durch die gleiche Steuerkurve (19) betätigbar ist.
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- 1975-06-23 GB GB26605/75A patent/GB1502186A/en not_active Expired
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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