DE2430835C3

DE2430835C3 - Vorrichtung zum Gießen von Gußwerkstücken

Info

Publication number: DE2430835C3
Application number: DE2430835A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Alfelder Maschinen und Modell Fabrik Kuenkel Wagner and Co KG
Current assignee: Alfelder Maschinen und Modell Fabrik Kuenkel Wagner and Co KG
Priority date: 1974-06-27
Filing date: 1974-06-27
Publication date: 1978-08-03
Also published as: DE2430835B2; US4084631A; GB1502186A; FR2276126A1; FR2276126B1; JPS5118936A; DE2430835A1

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 DE-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 Gitßformate.

Zur Ausführung dieses bekannten Verfahrens ist eine Vorrichtung bekannt, die eine Recheneinrichtung sowie eine Einrichtung zur Erfassung dynamischer Einflüsse aufweist, welche in Form eines Eingangswertes der Recheneinrichtung zugeführt werden (vergl. DE-AS 17 85 073). Unter dynamischen Einflüssen werden dabei 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.

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 später während des Gießvorganges zur Ermittlung des Ist-Gewichtes der aus der Gießmulde vergossenen Fiüssigkeitsmenge herangezogen werden können (vergl. DE-AS 13 00 207). Damit wird eine brauchbare Annäherung der Maßhaltigkeit der einzelnen Gußformate 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 Gießmulde dient diese Steuerung lediglich zum Ansteuern einer genauen Ruhestellung der Gießpfanne, aus welcher Ruhestellung ein Gießvorgang ohne größeren Schwenkweg unmittelbar eingeleitet werden kann.

Statt kippbarer Gießpfannen ist es auch bekannt mit feststehenden Gießgefäßen zu arbeiten, die eine durch Ventil steuerbare Bodenaustrittsöffnung aufweisen (vergl. DE-AS 11 86 175 und 15 08 203). Über das Ventil wird die aus dem Gießgefäß ausfließende Werkstoffmenge pro Zeiteinheit gesteuert Esce 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

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 und bei einfacher Ausbildung der Vorrichtung zu gewährleisten, daß der Gießvorgang und die Gießbedingungen möglichst unverändert bleiben, so daß der Gießvorgang nach einem Ifost vorgegebenen Programm, insbesondere einem Zeksteuerprogramm, 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 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, daß die Flüssigkeitssäule LiIi er der kalibrierten Ausgießöffnung stets eine vorbestimmte gleichbleibende Höhe aufweist, und der Kippintricb wenigstens der Gießpfanne durch die Steuerkurve beätigbar ist.

Durch diese Maßnahmen wird eine genaue Überwachung und Steuerung des Gewichtes des Werkstückes auf sehr einfache, jedoch zuverlässige Weise bei einer kippbaren Gießpfanne möglich,

Störgrößen aufgrund dynamischer Einflüsse können nicht auftreten, so daß auch eine Messung und eine rechnerische Berücksichtigung der dynamischen Kräfte entfallen kann. Ein VentiS wird nicht benötigt, da eine genaue Steuerung des Beginns und des Endes des Gießvorganges allein durch die Kippbewegung der Gießpfanne ohne Auftreten von dynamischen Kräften möglich ist Gleichzeitig wird auch jeder statische Einfluß auf die Gießgenauigkeit beseitigt, da trotz der Kippbewegung der Gießpfanne stets die gleiche Flüssigkeitsstandhöhe über der kalibrierten Ausgießöffnung zwangsläufig aufrechterhalten wird. Somit können sowohl die dynamischen als auch die statischen Einflüsse auf den Gießvorgang allein durch die gesteuerte Kippbewegung der kippbaren Gießpfanne in Verbindung mit der kalibrierten Ausgießöffnung des geschlossenen Ausgießschnabels verwirklicht werden.

Nach Festlegung der Mindestfüllung und der maximalen Füllung der Gießpfanne lassen sich alle für die Steuerung notwendigen Vorgänge empirisch in einer einzigen Funktionskurve zusammenfassen, die in Abhängigkeit vom Gewicht der Gießpfanne gegenüber entsprechenden Abtastelementen verstellt wird, wodurch den dynamischen Bewegungen durch entsprechende Gegenbewegungen der Gießpfanne kompensierend entgegengewirkt werden kann. Außeidem sind unter allen Verhältnissen die gleichen statischen Situationen über der Ausgießöffnung gewährleistet Auch 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 Gießsituation unverändert auch über längere Zeiten zuverlässig aufrechtzuerhalten und die Gießmenge ausschließlich zeitabhängig und so auf besonders einfache Weise zu steuern.

Um auch 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 zeig»

F i g. I ein sehr einfaches Ausführungsbeispiel in Seitenansicht und

F i g. 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 4 antreibbaren Ritzels schwenkbar. Die Welle 3 und der Motor sind an einem bügeiförmigen Gehänge 5 befestigt, das über ein Verbindungsteil 13 an dem Lastaufnahmeteil einer automatischen, z. B. elektronischen Waage 14, angehängt ist. Die auf einem Träger 12 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.

Γι

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 11 beendet werden kann, wenn die Form um die vorgegebene Metallmenge schwerer geworden ist

Beim Beispiel nach F i g. 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 Hauptbestandteil weist das Steuergerät eine empirisch festgelegte und von der Wiegeeinrichtung durch steuerbaren Versteiltrieb bewegbare Steuerkurve L? 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 auf 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 Verhältnisse und deren Einfluß auf den Gießvorgang und dessen Genauigkeit ausgeschaltet. Unter der Voraussetzung, daß die Analyse und die Temperatur des Werkstoffes konstant gehalten werden, kann die Gießmenge auch direkt über die Zeit automatisch bestimmt werden. Die dafür notwendige Zeitsteuereinrichtung ist in F i g. 1 nicht dargestellt. Sie bestimmt den Beginn und das Ende des Gießvorganges.

Wenn, wie im dargestellten Beispiel, das Ende des Gießvorganges durch eine Waage Ii bestimmt wird, ist diese über die Leitung 28 an das Steuergerät 18 angeschlossen.

Bei einer schwenkbaren Nachfülleinrichtung 23 wird deren Schwenkantrieb über ein Steuergerät 27 gesteuert, das über Leitung 26 an das Steuergerät 18 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 Nachfüllen vergrößert und während des Nachfüllens rückläufig verkleinert. Der Schwenkantrieb für die Nachfülleinrichtung 23 wird durch die gleiche Steuerkurve 19 des Steuergerätes 18 gesteuert, wie der Schwenkantrieb 4 der Gießpfanne 1.

Mit den Zuleitungen 20 und 21, die zu dem Steuergerät 18 führen, soll angedeutet werden, daß diesem Steuergerät auch noch weitere Einflußgrößen verschiedener Art zugeführt werden können, um den Gießvorgang zu steuern. Bei diesen Einflußgrößen kann es sich beispielsweise um Schlackefaktoren, um einen

Nachgießfaktor od. dgl. handein.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.2 ist eine Vorrichtung mit einer Vorpfanne gezeigt. Eine solche ist erforderlich, wenn der ausfließende Gießstrahl immer den gleichen Punkt der Formoberfläche treffen muß, '· 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 ί

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 Düscnsicin 45 eine Aus^isßciinuri" vorgesehen ist. Die Gießpfanne 38 ist bei 41 in einem auf :« 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 .'■> 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 Materia! gelangt in eine Vorpfanne 46, die bei 47 an einem Traggestell 51 gelagert ist und einen Gießstein 48 mil 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 standbarer 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 montieri ist. Wenn eine Vorpfanne 46 nicht benötigt wird und nine Mar»hcri«>n«>inf-ir>htiinrv ΊΛ n'tnht fur V^rfi'liyuncr ctAht

kann die elektronische Waage 54 für die Beendigung des Gießvorganges über das Steuergerät 35 ausgenutzt werden, ebenso wie zur Eingabe des Gewichtswerte! der Gießmenge in das Steuergerät 35.

Auch der Gießpfanne 38 kann eine induktive Heizeinrichtung zugeordnet sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Vorrichtung zum Gießen von Gußwerkstücken mit einer in Abhängigkeit vom Füllgewicht kippba- "> ren 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 Füllge- in wichtes 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 (14) durch steuerbaren Verstelltrieb bewegbare 2» Steuerkurve (19) aufweist, die jedem Gewichtswert der Gießpfanne (1) einen vorbestimmten Neigungswinkel der C ießpfanne fest zuordnet, derart, daß die Flüssigkeitssäule über der kalibrierten Ausgießöffnung (8) stets eine vorbestimmte gleichbleibende ->^r> 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 κ> kippbar gelagerten Nachfülleinrichtung (23) durch die gleiche Siiuerkurve (19) betätigbar ist