DE2439470B2

DE2439470B2 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung der fuellgeschwindigkeit von giessformen

Info

Publication number: DE2439470B2
Application number: DE19742439470
Authority: DE
Inventors: Angel Tontschev Prof. Dipl.-Ing.; Nikolov Ivan Dimov Prof. Dipl.-Ing.; Nenov Dragan Hiev Dipl.-Ing.; Momtschilov Emil Nikolov Dipl.-Ing.; Sofia Balevski
Original assignee: Institut Po Metalosnanie I Technologia Na Metalite, Sofia
Priority date: 1973-08-16
Filing date: 1974-08-16
Publication date: 1977-06-30
Also published as: FR2240786A1; SE407165B; SE7410126L; FR2240786B1; SU531643A1; US3961662A; IT1018925B; CH588906A5; AT341699B; GB1470421A; ATA661474A; JPS5081922A; DD114358A5; BE818562A; DK436374A; BG19404A1; NL7410865A; DE2439470A1

Description

Ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentan-Spruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2 sind aus der deutschen Offenlegungsschrift 35 674 bekannt. Bei diesem bekannten System wird der Druck in der den Gießbehälter enthaltenden Kammer gemessen und nach einem vorgegebenen Programm gesteuert, um die Durchflußmenge des geschmolzenen Metalls vom Gießbehälter in die Gießform vom Absinken des Metallspiegels im Gießbehälter unabhängig zu machen.

Mit einem derartigen System läßt sich eine konstante Geschwindigkeit der Schmelze im Gießrohr erzielen, was bei weitem nicht den günstigsten Fall darstellt, da es abhängig von der jev^eiligen Form der Gießlinge in der Regel zu unzulässig hohen Geschwindigkeiten in den engen Querschnitten und zu viel zu geringen Geschwindigkeiten in den weiten Querschnitten des einzelnen Gießlings kommt.

Wollte man versuchen, die Schwierigkeit mit dem bekannten System durch experimentelle Festlegung eines Wirkungsprogramms für den Gießablauf jedes einzelnen Gießlings zu beheben, so wäre die Anfertigung einer großen Anzahl von Probegießlingen erforderlich, was den Gießprozeß verteuern würde, ohne die erforderliche Präzision zu gewährleisten.

Nur in Sonderfällen wird eine von der Gestalt de? einzelnen Gießlings abhängige Geschwindigkeitssteuerung durch den Einbau von Kontaktgebern in die Gießform selbst erreicht, was zu einer erheblichen korstruktionsmäßigen Komplizierung und damit zu einer Verteuerung des Werkzeugs führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Fiil geschwindigkeit der Form in allen ihren Bereichen nicht nur unabhängig vom Druckabfall in der den Gießbehä'ter enthaltenden Kammer, sondern insbesondere auch unabhängig von der Gestalt der Gießform selbst zusteuern.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt nach dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1. Erfindungsgemäß wird der Vorteil erreicht, daß auch bei Gießformen mit komplizierter Gestalt alie Teile der Gießform, unabhängig von deren Querschnittsänderungen, gleichmäßig schnell gefüllt werden, was zu einer optimalen Gleichmäßigkeit in den Eigenschaften des fertigen Guffstücks führt.

Bevorzugte Ausführungsbeispielc der Erfindung werden eingehender anhand der Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 in einem Diagramm die Änderung der Gasdrücke während des Gießens eines Gießlings in dem Fall, daß der Förderdruck Ap durch Erhöhung des Drucks in der Kammer mit dem Gießbehälter erfolgt,

Fig. 2 ein ähnliches Diagramm, wenn der Förderdruck Ap durch Herabsetzung des Drucks in der Gießform erfolgt,

Fig. 3 eine Ausführungsmöglichkeit der Erfindung bei Verwendung eines elektrischen Folge- und Steuersystems, wobei mit vollen Linien der Betrieb der Einrichtung bei Erzeugung des Fördeidrucks Ap durch Erhöhung des Drucks in der Kammer mit dem Gie3behälter und mit gestrichelten Linien der bei Erzeugung des Förderdrucks durch Herabsetzung des Drucks in der Gießform angedeutet ist.

Unter der Bedingung, daß sich die Gießform mit Schmelze bei konstanter Fördermenge füllen sollte, gilt die durch die ausgezogene Linie in F i g. 1 gezeigte Änderung des Drucks P₂, die in der Kammer 2 mit der Gießform (F i g. 3) infolge der Abnahme des Volumens dieser hermetisch abgeschlossenen Kammer auftritt. Von Punkt 3 an bleibt in diesem Diagramm der Druck P₂ konstant, da die Gießform gefüllt ist und die Zufuhr von Metall unterbrochen wird. Um diese Bedingung zu realisieren, ist es erforderlich, den Druck P\ zu ändern, und zwar nach dem in F i g. 1 mit voller Linie angedeuteten Gesetz, wobei angenommen wird, daß das Metall bis zu Punkt 1 im Gießrohr steigt, von Punkt 1 bis Punkt 2 den Bereich des Gießlings mit einer bestimmten Gestalt ausfüllt, nach Punkt 2 den Bereich des Gielllings mit einer anderen Gestalt ausfüllt und in Punkt 3 die Gießform vollständig gefüllt ist.

Gezeigt mit voller Linie in F i g. 1 ist die erforderliche Änderung des Förderdrucks Ap, erhalten durch einfache Subtraktion: P₂-P₁.

Um das gewünschte Gesetz des Formfüllens (die Änderung von P₂ in Fi g. la) zu erhalten, ist es folglich erforderlich, eine Drossel zu steuern, durch die Gas in die Kammer mit dem Gießbehälter 1 einströmt (F i g. 3), und zwar so, daß das komplizierte Gesetzt der Änderung von P\ nach Fig. Ic oder gleichbedeutend der von Ap nach Fig. Ib realisiert wird.

Aus der Tatsache, daß die geraden Linien der

Diagramme approximative Kurven darstellen und normalerweise die Gießform viel komplizierter ist als die dargestellte, die nur eine Änderung der Gestalt aufweist, wird die Kompliziertheit dieser Aufgabe offensichtlich.

!n den gleichen Diagrammen (Fig. la, b, c) sind auch die Ableitungen

dP, d\p JP,

ι ■ ι und - ■
dt dt dl

gezeigt. Man sieht, daß sich die Ableitungen nach Fig. Ib und Ic in charakteristischen Momenten des Gießvorgangs sprungartig ändern, wahrend

dP₂ "dt"

einen konstanten Wert hat, der die technologisch vergegebene Bedingung einer konstanten Fördermenge des die Gießform zu füllenden flüssigen Metalls bestimmt.

Es ist folglich zweckmäßig, zur Steuerung des Vorgangs die Bedingung vorzugeben, den Parameter

dP₂

dt

(im Beispiel eine Konstante) im Laufe des Gießvorgangs zu messen und den vorgegebenen Charakter seiner Änderung (z. B. konstanter Wert) aufrechtzuerhalten.

Falls es aus technologischen Gründen erforderlich ist, in einem bestimmten Bereich des Gießlings die Fördermeiige des einströmenden Metalls zu andern, werden als Impulse zur Signalgabe zum Stellmechanismus auch die sprungartigen Änderungen von

und

.7;

verw endet.

ίο Diese Änderungen können mit Hilfe von elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Einrichtungen registriert werden, und nach Vergleich mit dem vorgegebenen Programm kann durch Rückkopplung die Steuerung des vorgegebenen technologischen Vorgangs erfolgen. In Fi g. 3 ist als Beispiel das Blockschema einer für diesen Zweck aufgebauten Einrichtung gezeigt.

Die Kammer 1 mit dem Gießbehälter ist mit einem Manometer 4 verbunden, während die Kammer 2 mit der Gießform mit einem Manometer 3 verbunden ist, das statt dessen jedoch auch mit dem Hohlraum der Gießform verbunden werden kann. Beide Manometer 3 und 4 sind ferner mit einer Meßstufe 5 verbunden, von dessen Ausgang Signale zu einer Differenzierstufe 6 geleitet werden. Die Differenzierstufe 6 ist an eine Vergleicherstufe 7 angeschlossen, die ihrerseits mit einer V orgabeschaltung B verbunden ist. Das Signa! der Veigleicherstute 7 wird einem Verstärker 9 zugeführt, der mit einem ein Stellglied 11 bzw. 12 steuernden Steuerkreis 10 verbunden ist.

BIaU Zeichnungen

Claims

24 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Steuerung der Füllgeschwindigkeit von Gießformen beim Niederdruckgießen, Gegendruckgießen oder Vakuumgießen, wobei der Druck in einer den Gießbehälter enthaltenden Kammer gemessen und gegebenenfalls gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Parameter der Steuerung des Gießvorgangs die Änderungsgeschwindigkeit (dPlldt) des Drucks in der Gießform verwendet wird und zur Nachführung des Vorganges sowie zur Impulsgabe an Steümechanismen sprungartige Änderungen des Druckunterschiedes (dAp/dt) zwischen der den Gießbehälter is enü. altenden Kammer und der Gießform — falls das Fördern der Schmelze durch Erhöhung des Drucks (P2) in der Kammer mit dem Gießbehälter erfolgt — bzw. sprunghafte Änderungen des Drucks (dPXIdt) in der Kammer mit dem Gießbehälter — falls das Fördern der Schmelze durch Herabsetzung des Drucks in der Gießform erfolgt — verwendet werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1. mit einem in einer geschlossenen Kammer angeordneten Gießbehälter und einem an diese Kammer angeschlossenen Manometer, das über eine mit einer Vorgabeschaltung verbundene Vergleicherstufe und einen Steuerkreis auf ein den Gießdruck steuerndes Stellglied gekoppelt ist. dadurch gekennzeichnet, daß ein den Druck in der Gießform messendes weiteres Manometer (3) vorgesehen ist, und daß beide Manometer (3,4) über eine Meßstufe (5) an eine Differenzierstufe (6) angeschlossen sind, die mit der Ve.-gleicherstufe (7) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (11 bzw. 12) mit der den Gießbehälter enthaltenden Kammer (1) oder mit der Gießform (2) verbunden ist.

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