DE2540243A1

DE2540243A1 - Regelverfahren und einrichtung zum wiederholten abgiessen gleicher schmelzgutmengen aus einer pfanne mit bodenauslass

Info

Publication number: DE2540243A1
Application number: DE19752540243
Authority: DE
Inventors: Hans Georg Domres; Horst Ing Grad Gillhaus; Gerhard Mix
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1975-09-10
Filing date: 1975-09-10
Publication date: 1977-03-24
Also published as: GB1531835A; CH593742A5; FR2323471A1; SE7609809L; DE2540243B2; BR7605909A; FR2323471B3

Description

BROWN, BGVERi & CiE . AKTIENGESELLSCHAFT

MAN N HEIM BROwKTüOVfcfti

Mp».-Nr.. 624/75 Mannheim, den 5. Sept. 1975

ZFE/P1-Iih/Bt

Regelverfahren und Einrichtung zum wiederholten Abgießen·

^en^us einer Pfanne mit Bodenguslaß

Die Erfindung betrifft ein Regelverfahr en und eine Einrichtung zum wiederholten Abgießen von gleichen ciuf das Schluckvermögen einer Form über die Zeit eingestellten Schcielzgutmengen aus einer Pfanne-mit einem Bodenauslaß, dem ein motorisch angetriebener, sich über mechanische Mittel auf- und abwärts bewegbarer Yer schlußstopf en zugeordnet ist«.

Beim Gießen aus einer Pfanne, die am Boden- einen Auslaß hat, der als Verschluß einen Stopfen aufweist, wird bei einem fest eingestellten Abstand von diesem gegenüber dem Auslaß in dem einen Fall die Ausflußgeschwindigkeit mit abnehmender Schmelzgutspiegelhöhe in der Pfanne Kleiner und im anderen Fall, wenn diese nachgefüllt worden und die Spiegelhöhe des Schmelzgutes angestiegen ist, die Ausflußgeschwindigkeit größer«

Da eine Form entsprechend ihrem Schluckvermögen während eines bestimmten Zeitraumes gleichmäßig mit Schmelze gefüllt v/erden muß, um einerseits ein einwandfreies Gußstück zu bekommen und um andererseits auch die Gießzeit einhalten zu können, ist es erforderlich, die Ausflußgeschwindigkeit de^T* Schmelze aus dem Bodenauslaß einer Pfanne unabhängig von deren Füllzustand dem Schluckvermögen der Form anzupassen.

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Dies geschah bisher dadurch, daß -vom Bedienungsmann nach Gefühl, öder nach empirisch ermittelten Werten der Abstand des Verschlußstopfens gegenüber dein Bodenauslaß entsprechend verändert wurde. #

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, durch das die Ausflußgeschwindigkeit der Schinelse aus dem Bodenauslaß der Pfanne bei unterschiedlichen Schmelzgut spie gelhöhen durch eine automatische Veränderung des Abstandes vom Verschlußstopfen zum Bodenauslaß konstant bleibt und sich auf das Schluckvermögen der Form einstellen läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an den Relais die Dauer der Gießzeitabschnitte und innerhalb von diesen, bezogen auf eine bestimmte Schmelzgutspiegelhöhe in der Pfanne, an den Stellern die Ausflußgeschwindigkeit der Schmelze aus der Pfanne über die einzelnen Gießzeitabschnitte von Hand eingestellt werden, von einer Kraftmeßeinrichtung das Gewicht der Schmelze in der Pfanne überwacht wird, alle von diesen Geräten kommenden Werte in einem Rechner verarbeitet werden und durch dessen Ausgangssignale ein Schrittmotor verstellt wird.

Zur Durchführung des Verfahrens wird nach der Erfindung vor- geschlagen, daß die Einrichtung aus den Relais, den Steilem, der Eraftmeßeinrichtung, dem Rechner und einem Schrittmotor besteht.

Damit bei in Schließstellung befindlichem Verschlußstopfen, ; wenn aus dem Bodenauslaß noch Schmelze abtropft, der Verschlußstopfen etwas weiter absenkt oder im anderen Falle, wenn durch

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Verschleiß des Verschlußstopfens in angehobener Stellung der Abstand vom Bodenauslaß etwas zu vergrößern ist, sind zur Eingabe von Korrektursignalen durch den Bedienungsnami in den Rechner erfindungsgemäß Taster vorhanden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt die Figur 1 in einem Diagramm die Verhältnisse zwischen dem Schluckvernögen einer Form und der .Ausflußgeschwindigkeit der Schmelze aus dem Bodenauslaß einer Pfanne.

In Figur 2 ist ein Schema dargestellt, nach x^elchem das Verfahren abläuft.

Die Figur 3 enthält eine komplette mechanische Einrichtung.

In Figur 1 sind auf der Ordinate mit h- und darüber h--, sowie daneben liegend mit h« und sich daran nach oben anschließend mit hpp verschiedene Abstände des Yerschlußstopfens vom Bodenauslaß der Pfanne aufgetragen.

Auf der Abszisse sind mit t« der Zeitabschnitt für das Angießen und danach folgend mit X^ ein weiterer Zeitabschnitt für das Füllen einer Form dargestellt.

Mit den waagerechten Vollinien s^, s^ ist das Schluckvermögen einer Form gezeigt, das über die Zeitabschnitte t-j und tg konstant ist.

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Die geneigten Strichlinien a^ und ag zeigen an, wie bei gleichbleibenden Abständen h-, bzw. h₉ des Verschlußstopfens vom Bodenauslaß über die Zeitabschnitte t.. bzw. tp durch den ^: ί sinkenden Schmelzgutspiegel in der Pfanne aus dieser die Aus- ^:

flußgeschwindigkeit der Schmelze abnimmt.

Um die Form* wie es beabsichtigt ist, füllen zu können, ist

j es daher vor Beginn eines Gießvorganges erforderlich, über den

Zeitabschnitt t-j den Abstand h^ um den Abstand h-.., und in gleicher Weise über den Zeitabschnitt tp den Abstand hg um

ί den Abstand hpo zu vergrößern.

! Dadurch v;ird erreicht, daß die Ausflußgeschwindigkeit der j Schmelze aus der Pfanne konstant bleibt und somit immer dem ■ Schluckvermögen s- bzw. Sg der Fora entspricht, die dann jej weils nach Ablauf des Zeitabschnittes t- in vorschriftsmäßiger Weise angefüllt und am Ende des Zeitabschnittes tg tatsächlich ;

voll ist. !

! i

An den Relais 1,2 nach Figur 2 werden vor Gießbeginn manuell die Zeitabschnitte für das Angießen und das Füllen einer Form

eingestellt. j

Durch das Relais 1 wird ein der Dauer der Angießzeit ent- ;

sprechender Viert und vom Relais 2 ein anderer Wert, welcher ■

der zum Füllen der Form erforderlichen Zeit entspricht, in i den Rechner 8 gegeben.

Vom Steller 5 für das Angießen und dem Steller 4 für das Füllen der Form gelangen ebenfalls von Hand eingestellte Werte in den Rechner, um bei einer gegebenen Sclimelzgutspiegelhöhe in der Pfanne, von der zu Beginn eines jeden Gießvorganges ausgegangen wird, den Verschlußstopfen in einem solchen Abstand vom Bodenauslaß zu bringen, daß die Ausflußgeschwindigkeit der Schmelze aus der Pfanne dem jeweiligen Schluckvermögen

der Form entspricht. j

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Da bekanntlich mit abnehmender Schmelzgutspiegelhöhe in der Pfanne dieAusflußgeschwindigkeit der Schmelze bei gleichbleiben dem Abstand des Verschlußstopfens vom Bodenauslaß kleiner wird und dann nicht'mehr dem Schluckvermögen der Form entspricht, muß der Verschlußstopfen vor jedem Gießvorgang weiter angehoben werden.

Um die Veränderung des Stopfenhubes über einen mit einem Schrittmotor 11 verbundenen Rechner 8 automatisieren zu können, ist die Pfanne auf eine Kraftmeßeinrichtung 5 gestellt, durch die das Schmelzgutgewicht überwacht wird.

Die Kraftmeßeinrichtung 5 ist an einen Wandler 6 angeschlossen, der das von der Kraftmeßeinrichtung kommende Eingangssignal als Gewicht in kg in ein Ausgangssignal verändert, wie es füiden Rechner 8 benötigt wird.

Zwischen dem Wandler β und dem Rechner 8 ist noch ein Signalbereichsmelder 7 vorgesehen, um das vom Wandler kommende elektromagnetische Maß in gleich große Stufen unterteilen zu können, die nacheinander in den Rechner eingegeben werden·

Von der Kraftmeßeinrichtung 5 gelangen bei sinkender Schmelzgutspiegelhöhe positive und im anderen Falle, wenn durch Nach-. füllen der Pfanne die Schmelzgutspiegelhöhe und damit das Gewicht des Schmelzgutes in der Pfanne wieder angestiegen sind, negative Werte zum Rechner.

Aus den von den Relais 1 und 2 und den Gebern 3 und 4 vorprogrammierten und von der Kraftmeßeinrichtung 5 laufend ermit-

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telten Werten, die alle in den Rechner 8 eingegeben werden, wird in diesem für die Stopfenverstellung ein Gesamtwert gebildet, der dem Vergleicher 9 zugeführt wird.

Vom Vergleicher wird dann der Impulsgeber 10 angesteuert.

Durch jeden von diesem ausgehenden Impuls dreht sich die !Teile des Schrittmotors 11 um einen Einheitsschritt, dessen tfinkelbetrag durch die Konstruktion festgelegt ist. Die Anzahl der Impulse bestimmt dann den Gesamtdrehwinkel als das ganzzahlige Vielfache des Einheitsschrittes und die Impulsfrequenz ergibt die Drehzahl.

i
Der Schrittmotor ist über eine mechanische Verbindung 12 mit

dem Stellungsanzeiger 13 gekuppelt.

j Von diesem wird die Anzahl der ausgeführten Einheitsschritte festgehalten und dem Vergleicher 9 gemeldet.

Im Vergleicher wird die Soll-Impuls zahl der Ist-Zahl der Einheitsschritte gegenübergestellt und an den Rechner 8 weiter gegeben.

Stimmt die Anzahl der ausgeführten Einheitsschritte mit der Anzahl der vom Rechner vorgegebenen Impulse überein, so wird vom Vergleicher 9 der Impulsgeber 10 nicht mehr angesteuert.

Durch ein Signal an den Rechner erfolgt dann die Freigabe des nächsten Gießzeitabschnittes.

Mit dem Taster H kann vom Bedienungsmann ein Korrektursignal j an den Rechner 8 gegeben werden, um den Verschlußstopfen etwas tiefer auf den Bodenauslaß abzusenken, wenn aus diesem durch dessen Verschleißerscheinungen oder solchen des Stopfens, der sich in Schließstellung befindet, noch Schmelzgut austropft.

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Der andere Taster 15 ist zur manuellen Eingabe eines Korrektur signals in den Rechner 8 vorgesehen, um den Verschlußstopfen etwas weiter anzuheben, wenn durch Auswaschungen an diesem die aus der Pfanne ausfließende Schiselzgutinenge vom Bedienungsmann geringfügig zu verändern ist.

Bei Stromausfall gibt der Rechner keine Signale mehr an den Vergleicher 9 bzw. den Impulsgeber 10 aus. Damit bleibt der _;

Verschlußstopfen in der Stellung stehen, in der er sich gerade■ j befindet. Ist dies die Offenstellung, so fließt auch dann

j weiter Schinelzgut aus dem Bodenauslaß aus, wennüie Form :

ι :

bereits gefüllt ist. ;

j Un dies zu verhindern, ist ein Nullsteller 16 vorgesehen, ι Dessen Magnetventil 16a (Fig. 3) wird, so lange vom Rechner 8 j angesteuert, wie Strom vorhanden ist. Fällt dieser aus, so öffnet das Magnetventil« Aus einem an den mechanischen Teilen für das Auf- und Abbewegen des Verschlußstopfens angeordneten Zylinder 33 (Fig. 3) tritt das Druckmittelpolster aus und der Verschlußstopfen fällt durch sein Eigengewicht auf den Bodenauslaß, der dann verschlossen ist.

Nach Wiedereinsetzen der Stromversorgung gibt der Nullsteller so lange Signale an den Impulsgeber 10, bis der Schrittmotor 111 die mechanischen Teile des Verschlußstopfens in Grundstellung gebracht hat, die dessen Schließstellung entspricht. Diese wird durch einen Endschalter angezeigt.

Von dessen Signal wird der Rechner so beeinflußt, daß von diesem das Magnetventil 16a wieder angesteuert und dadurch in dem an den mechanischen Teilen des Verschlußstopfens angeordneten Zylinder 33 das Luftpolster wieder aufgebaut wird.

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Ist dies geschehen, so geht der Rechner in Nullstellung und es kann dann der nächste Gießvorgang gestartet werden. ,

S In Figur 3 ist mit 30 die Pfanne bezeichnet, die sich unter "

Verwendung von nicht dargestellten Parallelführungen auf der ■ Eraftneßeinrichtung 5 abstützt. |

Aus dem Bodenauslaß 31, über dem sich der auf- und abwärts · •bewegbare Yerschlußstopfen 32 befindet, wird in eine unter ; der Pfanne stehende, nicht geseigte Form mit fallendem Gieß- ·

strahl vergossen. |

Am Deckel 33 ist über den Bock 34 das untere Lager 35 und über .

das Gerüst 35 das obere Lager 37 für den Verschlußstopfen 32 ! angebracht„ !

Das obere Lnger 37 weist für das Druckmittelpolster einen
Zylinder 38 auf, der über eine Leitung 39 mit dem Magnetventil 16a des Nullstellers 16 verbunden ist·

Die Höhe des Zylinders 38 entspricht dem größtmöglichen Hub ; des Verschlußstopfens. i

"Wird bei Stromausfall das Magnetventil 16a stromlos, so entweicht aus dem Zylinder 38 das Druckmittelpolster und der angehobene Yerschlußstopf en 32 senkt sich durch sein Eigengewicht auf den Bodenauslaß 31 ab und verschließt diesen.

Der Verschlußstopfen ist durch die Axialführung 40 gegen Ver- I drehen gesichert. '

Am Gerüst 36 ist der Schrittmotor 11 angeordnet, dessen Stirnrad 42 mit der Außenversahnung des anderen Stirnrades 43 kämmt.^:

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Dieses Stirnrad 43 hat ein Innengewinde 44, das kraftschlüssin; in die an Kopf 45 des Verschlußstopfens angebrachte Schnecke 46' eingreift. Diese Schnecke und das Innengewinde 44 des Stirnrades 43 bildet ein Bewegungsgetriebe. i

Da der Yerschlußstopfen 32 sich durch die Axialführung 40 nicht drehen kann, wird dieser durch das Zusammenwirken von Innen- · gewinde 44 und Schnecke 46, da beide Teile ein Schneckenradgetriebe darstellen, entsprechend dem Drehsinn vom Rotor des ^: Schrittnotors 11 auf- und abwärts bewegt. \

j Sollen Abgüsse von Hand vorgenontnen werden, so sind zur Bej grenzung des Stopfenv/eges nach unten ein Handrad 47 und zur Begrenzung des Stopfenhubes nach oben ein weiteres Handrad 48 vorgesehen. ,

Diesen gegenüber sind am waagerechten Teil 49 des Gerüstes 36 Kontaktschalter 50 und 51 angebracht. Durch diese wird nach unten oder oben der vom Bedienungsmann bei ausgeschaltetem Rechner von Hand gesteuerte Schrittmotor 11 stillgesetzt ₉ wenn der eingestellte Weg erreicht ist. Damit wird verhindert, daß entweder der Bodenauslaß 31 zerstört oder durch aus diesem zu viel auslaufendes Schmelzgut die Form unzulässig schnell ; gefüllt wird. !

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch den Rechner als Regler für den Schrittmotor sich der durch diesen verstellte Yerschlußstopfen immer im richtigen Abstand vom Bodenauslaß befindet und daher automatisch vergossen v/erden kann. i

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Claims

Pat entans nrüche

1. Regelverfahren zum wiederholten Abgießen von gleichen auf das Schluckvernögen einer Form über die Zeit eingestellten Schnelzgutrtengen aus einer Pfanne mit einem Bodenauslaß, dem ein motorisch angetretener, sich über mechanische Mittel auf- und abwärts bewegbarer Verschlußstopfen zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß an den Relais (1, 2) die Dauer der Gießzeitabschnitte und innerhalb von diesen, bezogen auf eine bestimmte Schmelzgutspiegelhöhe in der Pfanne, an den Stellern (3,4) für die Ausf lußgeschvrindigke it der Schmelze aus der Pfanne über die einzelnen Gießseitabschnitte von Hand eingestellt werden, von einer Kraftmeßeinrichtung (5) das Gewicht der Schmelze in der Pfanne überwacht wird, alle von diesen Geräten kommenden Werte in einem Rechner verarbeitet werden und durch dessen Ausgangssignale ein Schrittmotor verstellt wird.

2. Einrichtung zur Durchführung des Regelverfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung aus den Relais (1,2), den Stellern (3, 4), der Kraftmeßeinrichtung (5), dem Rechner (8) und einem Schrittmotor (11) besteht.

3. Einrichtung zur Durchführung des Regelverfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Taster (14, 15) vorhanden sind.

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