DE2431108C3 - Drucksteuereinrichtung für Niederdruckgießmaschinen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Drucksteuereinrichtung für eine Niederdruckgießmaschine, bei der mittels Gasdruck flüssiges Metall aus einem Schmelzebehälter durch ein Steigrohr in eine Form gedrückt wird, mit einer Druckgaszufuhrleitung, die mit pneumatisch betätigten Regelventilen versehen ist.

Durch die DT-OS 15 58 166 ist eine Drucksteuereinrichtung dieser Art bekannt, bei der in der Druckluftzuleitung zu dem Gielibehälter zwei Durchlaßventile für zwei Druckstufen angeordnet sind, wobei die Konstanthaltung des Gasdrucks im Gießbehälter mit Hilfe elektrisch gesteuerter Pilotventile über eine pneumatische Steuerung der beiden Durchlaßventile erfolgt. Die Durchlaßventile werden durch den Druckunterschied an einer Meßblende vor den Durchlaßventilen in der Gaszufuhrleitung gesteuert.

Die DT-OS 22 35 674 und 23 31956 beschreiben Drucksteuerungen für Niederdruckgießeinrichtungen, bei denen elektrisch gesteuerte Ventile einen Gasdurchlaß in der Gaszufuhrleitung zu dem Gießbehälter regeln.

Die Druckanstiegszeit und die jeweilige Druckhöhe in dem Gießbehälter haben einen entscheidenden Einfluß auf die aus dem Gießbehälter in das Steigrohr gedrückte Metallmenge und damit auf die Qualität des Gußstückes. Bei der bekannten Einrichtung nach der DT-OS 15 58 166 dient die die Pilotventile steuernde Mcßblende zur Aufrechterhaltung eines gleichbleibenden Luftstromes in der Zufuhrleitung. Ein solcher kann den wechselnden Bedingungen beim Gießvorgang nicht ausreichend Rechnung tragen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Drucksteue^reinrichtung der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, bei der der Druckluftstrom in der Zuführleitung und damit in dem Gießbehälter den gießtechnischen Bedingungen und masehinentechnisehen Gegebenheiten wie ferner den von Gießform zu Gießform sich ergebenden Unterschieden kurzfristig genau angepaßt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einer Einrichtung der eingangs beschriebenen Gattung vor, daß ein Regelventil als Differenzdruckventil ausgebildet ist, das einerseits von einem Pilotventü mit einem vorgegebenen Solldruck und andererseits über eine Rückführleitung von dem Schmelzebehälter mit dem Istdruck beaufschlagt ist und mittels der Differenz beider Drücke den Gasdurchfluß in der Druckgaszuführleitung steuert.

Ip weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Pilotventü als von einem Rechner elektrisch steuerbares Servoventil ausgebildet.

Von dem Rechner werden dem Pilotventü ein elektrischer Steuerstrom zugeführt, den der Rechner aus der Höhe der Stromstufe bis zur Erstarrung des ersten Gußstückes in der Form, aus der Stromänderung aufgrund der Abnahme der Schmelzemenge in dem Behälter und aus der Geschwindigkeit des Stromanstiegs beim Füllen derGießform ermittelt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer pneumatischen Drucksteuerungseinrichtung nach der Erfindung dargestellt und zwar zeigt

Fig. 1 die Drucksteuereinrichtung mit dem Niederdruckbehälier und der auf dem Steigrohr angeordneten Form und

F i g. 2 zwei in den Rechner eingegebene Druck-Zeitdiagrammc für den Sollwert des Behälterdruckes.

Durch den Feinfilter 1 mit Wasserabschneider werden aus der in Richtung des Pfeiles P zuströmenden Druckluft die Schmutz- und Wasserteile abgeschieden und in de<· Druckreduziereinrichtung 2, die einen weiteren Feinfilter 2a und ein Druckminderventil 2b aufweist, wird die Druckluft nochmals gesäubert sowie auf einen Druck von z. B. 1,3 atü reduziert. Dieser Druck wirkt über die Leitung 2c eingangsseitig auf ein elektrisch steuerbares Pilotventü 3, dessen ausgangsseitiger Druck in der Leitung 4 proportional dem in seiner Spule fließenden Strom ist. Dieses Piltoventil 3 dient nicht direkt zur Druckbeaufschlagung mit größeren Luftvolumina in der Leitung la 2. B., da dieses Ventil nur für ein kleines Luftvolumen mit dem Steuerstrom proportionalen Druck .1 isgelegt ist. Weiterhin verbietet sich die Verwendung eines Pilotventils bei direkter Druckbeaufschlagung des Arbeitngases wegen der kleinen Querschnitte der Druckleitungen des Pilotventils.

Der Druck in der Leitung 4 wird auf ein Differenzdruckventil 6 geführt, in dem ein durch eine Membran abgeschlossener Raum von der unter Druck stehenden Luft in der Leitung 4 beaufschlagt wird. Ein Druckminderventil 5, welches zwischen den Filter 1 und dem Differenzdruckventil 6 geschaltet ist, um Druckluftschwankungen von dem Differenzdruckventil zu vermeiden, wie auch dieses selbst, haben einen genügend großen Querschnitt, um die benötigte Druckluftmenge über das 3/2-Wege-Magnetventil 7 und die Zuführungsleitung 8 in dem geschlossenen Behälter 9 zu leiten, wobei aufgrund der Druckzunahme flüssiges Metall im Behälter 9 über das Steigrohr 10 in die Form 11 gedrückt wird. Der Zuführungsleitung 8 ist eine Rückführungsleitung \2 parallel geschaltet, die zwischen den Behälter 9 und Differenzdruckventil 6 gelegen ist, über die das Differenzventil 6 mit dem Istdruck im Behälter 9 beaufschlagt wird. In der Zuführungsleitung 8 ist ferner ein Sicherheitsventil 13 eingebaut, das die Bildung eines unerwünschten Überdruckes verhindert. Der im Behälter 9 herrschende Druck ist an einem Manometer 14 ablesbar.

In Fig. 2 sind Druckzeit- bzw. Steuerstromzeildiagramme für zwei Gußstücke wiedergegeben. Der Rechner R teilt aufgrund der Werte dieser Diagramme dem Pilotventü 3 einen proportionalen Steuerstrom / mit, durch den das Differenzdruckventil 6 mit einem

dem So'ldruck in der Leitung 8 entsprechenden pneumatischen Steuerdruck aus der Leitung 4 beaufschlagt wird.

Da die Qualität des Gußstückes von dem dem Gußstück angepaßten Wert der Fallgeschwindigkeit, der Konstanz der Füllgeschwindigkeit, dem Wert des Enddruckes auf das Metall in der Form und der Konstanz dieses Wertes bis /ur Erstarrung wesentlich abhängt, muß das Stromsignal /des Rechners R an das Pilotveniil 3 linear mit der Zeit bis zur Ausfüllung der Gießform 11 ansteigen und den erreichten definierten Endwert bis zur Abkühlung des Gußstückes beibehalten. Der zeitlich konstante Druckwert wird durch die unterste waagerechte Linie Fl des Diagrammen 1 in F i g. 2 dargestellt. Da der Badspiegel in dem Behälter 9 durch die Metallentnahme nach dem ersten Arbeitszyklus gesunken ist, muß zum Erreichen des gleichen Enddruckes in der Form 11 im nächsten Arbeitszyklus der Enddruck im Behälter 9 um einen dem Guüsiückvolumen und den Leckverlusten entsprechendei. Anteil erhöht werden, d.h. das Stromsignal muß in Fig. 2, Diagramm 1, nach dem linearen Anstieg der /weiten waagerechten Linie F2 folgen, usw.

Für ein zweites Gießstück mit größerem Volumen ist das Steueirstromzeitdiagramm im Diagramm 2 festgehalten. Die Geschwindigkeit des Stromanstieges im Rechner R bzw. des Druckanstieges im Pilotventil 3 ist kleiner (λ 2) und damit die FülUeit der Form 11 langer. Ferner ist zu erkennen, daß die anfängliche Druckhöhe u2 und die Stromänderung b2 die zusätzliche Druckbeaufschlagung zwischen jedem ein/einen Gießvorgang größer ist. An dem kleinen Abstand b 1 der Linien Fl, F2, F3, F4 ... im Diagramm 1 ist zu ersehen, daß das Gußgewichi gering ist, denn der Metallspiegel sinkt in dem Behälter 9 nur geringfügig bei jedem Gießvorgang ab. Während ein schneller Anstieg von Druck bzw. Strom (\ 1 in Diagramm 1) bei einer geringen anfänglichen Druckhöhe ;/ 1 zum Gießen von einfachen Gußstücken genügen, ist ein langsames Füllen bei hohem Enddruck bei komplizierten Gußstücken mit groben Wandstärkeunterschieden nötig. Der hohe Enddruck ist erforderlich, um genügend Speiseniaterial für die dickwandigen Partien zur Verfügung zu stellen.

Neben den vorstehend beschriebenen gußtechnischen Werten können mit Hilfe des Rechners konstante maschinentechnische 1 akioren Berücksichtigung linden.

Die Druckverhältnisse im Behälter 9 sind \on Gießform zu Gießform verschieden. So ist /. B. die Dichtigkeit, mit weicher die Gießformen auf dem oberen Ende des Steigrohres aufsitzen, von Gießform zu Gießform unterschiedlich. Die erfindungsgemäße Einrichtung berücksichtigt auch dies, indem der jeweilige Istdruck im Behälter 9 über die Rücktührleitung 1? dem Differenzdruckventil 6 mitgeteilt wird. da-> den Druck der Leitung 8 derart steuert, daß der in dieser Leitung und in dem Behälter 9 herrschende istdruck gleich dem Solldruck ist. dessen entsprechender Strom / von dem Rechner R dem Pilotventil 3 eingegeben wird, das den pneumatischen Solldruck auf das Differenzdruckventil β üibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Drucksteuereinrichtung für eine Niederdruckgießmaschine, bei der mittels Gasdruck flüssiges Metall aus einem Schmelzbehälter durch ein Steigrohr in eine Form gedrückt wird, mit einer Druckgaszufuhrleitung, die mit pneumatisch betätigten Regelventilen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Regelventil (6) als Differenzdruckventil ausgebildet ist. das einerseits von einem Pilotventü (3) mit einem vorgegebenen Solldruck und andererseits über eine Rückführleitung (12) von dem Schmelzebehälter (9) mit dem Istdruck beaufschlagt ist und mittels dei Differenz beider Drücke den Gasdurchfluß in der Druckgaszuführleitung (8) steuert.

2. Drucksteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pi/ofvemi) (3) als von einem Rechner elektrisch steuerbares Servoventil ausgebildet ist.