DE2850563A1

DE2850563A1 - Giessvorrichtung, vorzugsweise fuer leichtmetall

Info

Publication number: DE2850563A1
Application number: DE19782850563
Authority: DE
Inventors: Guenter Phillipps
Original assignee: Russ Elektroofen & Co KG GmbH
Current assignee: Russ Elektroofen & Co KG GmbH
Priority date: 1978-11-22
Filing date: 1978-11-22
Publication date: 1980-06-04
Also published as: EP0011696A1; EP0011696B1; EP0011696B2

Description

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Giessvorrichtung, vorzugsweise für Leichtmetall

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Speisung und Dosierung von Giesskarussellen mit aufgebauten Kokillen, vorzugsweise für Leichtmetallguss.

Giesskarusselle mit aufgebauten Kokillen sowie auch Druckgussmaschinen werden über ein Schöpflöffelsystem gespeist. Dabei wird ein um einen Weg von ca. drei bis vier Meter zwischen der Druckgussmaschine bzw. dem Giesskarussell und dem feststehenden Warmhalteofen verfahrbarer Schöpflöffel verwendet. Der Löffel fährt dabei zum Ofen und taucht senkrecht in das Bad geschmolzenen Metalles ein, wobei die Eintauchtiefe über Kontaktstäbe abgetastet wird. Nach Vollaufen des Löffels wird dieser hochgefahren und das überschüssige Metall im Löffel fliesst in das Metallbad zurück. Darauf wird der gefüllte Löffel zur Gießstelle gefahren und dort in den Einfülltrichter bzw. die Metallzulaufrinne mit 400 bis 500 mm Länge abgegossen.

Bei diesem Verfahren ist ein ständiges Tropfen flüssigen Metalles während des gesamten Arbeitsablaufes, also während des Eintauchens, des Verfahrens und des Abgiessens, unvermeidlich, so dass zwischen Warmhalteofen und Gußstelle immer eine Metallspur vor-

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handen ist. Darüber hinaus führt der Transport mit dem Löffel zu einem erheblichen Temperaturverlust, so dass das Metall im Warmhalteofen stark überhitzt werden muss.

Ein weiterer Nachteil ist, dass aufgrund der ständig steigenden Gussgewichte heute bereits Löffel mit einem Leichtmetallinhalt von 35 kg erforderlich sind, was einen erheblichen mechanischen Aufwand für den Transport- und Eintauchmechanismus· erfordert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, nicht nur die vorgeschilderten Nachteile der bekannten Methode zu vermeiden, sondern darüber hinaus auch eine erhebliche Verkürzung des Giesstaktes und eine praktisch beliebige Steigerung der Metallmenge pro Guss und zudem die Möglichkeit einer vollautomatischen Steuerung des gesamten Giessvorganges zu ermöglichen.

Diese Aufgabe löst die Erfindung durch mindestens ein kippbares Giessgefäss, eine diesem nachgeschaltete Vergiessrinne, die horizontal und vertikal verschwenkbar und horizontal verschiebbar gelagert ist, und Einrichtungen zur zeitweiligen Verbindung der . Vergiessrinne in der Nähe ihres Auslaufs mit dem kontinuierlich umlaufenden, die Kokillen tragenden Giesskaruseell.

25; Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden dabei zwei kippbare Giessgefässe verwendet, die ab-

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wechselnd eine Metallverteilungsrinne speisen, die in die Vergiessrinne mündet.

Diese kann mit einer auswechselbaren Metallauslaufdüse versehen sein. Dabei können auch automatische Einrichtungen zur mechanischen Reinigung der Metallauslaufdüse nach jeden oder nach einer bestimmten Anzahl von Abgüssen vorgesehen sein oder die Metallauslaufdüse kann mittels eines motorbetriebenen Stopfens verschliessbar sein, beispielsweise wegen Störungen in der Hydraulik die Vergiessrinne nicht angehoben werden kann.

Durch die erfindungsgemässe Vorrichtung ergeben sich gegenüber dem bisher üblichen Verfahren folgende Vorteile:

1. Die Metallüberführung vom Ofen zur Kokille erfolgt ohne jeglichen Metallverlust auf dem Transportweg.

2. Da während des gesamten Giesstaktes kontinuierlich Metall zufliesst, ist die Vergiessrinne sofort nach Beendigung eines

Giesstaktes und seitlichem Schwenken in die Ausgangsposition wieder vergiessbereit.

3. Der Metalleinfüllvorgang in die Kokillenöffnung kann durch die an der Vergiessrinne

vorgesehene Metallauslaufdüse genau zentriert

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vorgenommen werden, ohne die bisher übli-* . chen Metallspritzer und das Nachtropfen des Giesslöffels.

4. Durch den gleichmässigen, ruhigen, kontinuierlichen Metallfluss in der Met;>llverteilungsrinne und der Vergiessrinne bilden sich gegenüber dem Verfahren mit Giesslöffeln wesentlich weniger Oxyde beim Vergiessen, was zu einer besseren Gussqualitat des hergestellten Teils führt.

5. Bei der wechselseitigen Verwendung zweier Giessgefässe mit gegenüber den bekannten Giesslöffeln grosser Füllmenge steht trotz

. kurzer Giesstakte genügend Zeit zur Verfügung, um ein Gefäss gegebenenfalls direkt aus dem Schmelz- oder Warmhalteofen zu füllen, während das andere die Vergiessrinne speist, indem es mit einem Kran aus seinem Kippstuhl herausgezogen und zum Schmelz- oder Warmhalteofen gefahren wird.

.6. Durch die genaue Einstellungsmöglichkeit der Rinnenneigung mittels der hydraulischen Kippeinrichtung, die Verwendung auswechselbarer Metallauslaufdüsen und gegebenenfalls die steuerbare Verschliessmöglichkeit dieser Düsen ist eine genaue Dosierung der während

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eines Gusstaktes zugeführten Metallmenge auch über eine Zeitsteuerung des Gusstaktes möglich, beispielsweise bei kleineren Kokillen, die keine Steigeröffnungen zur Kontrolle des Füllgrades aufweisen.

7. Durch die Möglichkeit, die Metallauslaufdüse automatisch zwischen den Giesstakten zu reinigen, bleibt deren Querschnitt stets unverändert und damit auch die bei einer gewissen Rinnenneigung einer vorgegebenen

Giesszeit durchlaufende Metallmenge.

8. Durch die im Rinnendeckel vorgesehene Beheizung kann eine konstante optimale G-iesstemperatur gewährleistet werden, was ebenfalls zu einer Steigerung der Gussqualität bei

trägt, und

9. der gesamte Giessvorgang kann für jedes Gussgewicht auf verhältnismässig einfache Weise automatisch gesteuert werden.

Die Erfindung ist im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es stellen dar:

Fig. 1 Eine Aufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1.

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In der Zeichnung sind mit 1 und 2 zwei Giessgefässe bezeichnet, die mittels hydraulischer Einrichtungen in Kippstühlen 3 und 4 schwenkbar gelagert sind und wechselweise eine Metallverteilungsrinne 5 speisen, deren Auslauf in eine Vergiessrinne 6 mündet.

Diese, in einem Kipplager 7 um eine horizontale Achse .schwenkbar gelagert, kann mit Hilfe eines Hydraulikzylinders 8 in Pfeilrichtung A angehoben bzw. in Pfeilrichtung B in die dargestellte Giesslage abgesenkt werden.

Die Vergiessrinne 6 ist mit einer Metallauslaufdüse 9 versehen, die sich in Gießstellung genau über der Öffnung 10 der Kokille 11 befindet.

Um diese Position der Metallauslaufdüse während der kontinuierlichen Bewegung der auf dem Giesskarussell 12 aufgebauten Kokille 11 in Pfeilrichtung C zwischen der Kokillenstellung am Eingussanfang 13 und am Eingussende 14 beibehalten zu können, ist die Giessrinne 6 in einem Drehlager 15 um eine vertikale Achse verschwenkbar gelagert und ausserdem auf einer Führung in Richtung der Pfeile D und E horizontal verschiebbar.

Um sicherzustellen, dass die Vergiessrinne 6 der Bewegung des Giesskarussells folgt, ist eine zeitweilige Verbindung zwischen diesen beiden Teilen vorgesehen, und hierzu dient ein mittels eines Hydraulik-

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Zylinders 17 verschiebbarer Zentrierbolzen 18, der in eine Öffnung eines Kupplungsstücks 19 an der Unterseite der Rinne 6 in der Nähe ihres Auslaufs eingreifen kann.

Die auswechselbare Metallauslaufdüse 9 kann dabei mittels einer durch einen Motor 20 betätigbaren Stopfens 21, beispielsweise bei Störung in der Hydraulikanlage, die ein Anheben der Rinne am Ende des Giesstaktes verhindern, verschlossen werden. Falls erforderlich, kann dabei mittels des Stopfens 21 auch der Düsenquerschnitt verändert werden, sofern man nicht die ganze Düse auswechseln will.

Anstelle des Stopfens 21 oder zusätzlich zu diesem kann auch eine automatische Reinigungseinrichtung (nicht dargestellt), z.B. in Form einer pneumatisch betätigten Metallbürste, vorgesäien sein, die zwischen den einzelnen Giesstakten, also bei angehobener Vergiessrinne 6, automatisch die Metallauslaufdüse 9 von Rückständen reinigt und so für einen konstanten Durchtrittsquerschnitt sorgt.

Die Rinne kann durch die abnehmbare, z.B. abklappbare, in Fig. 1 nicht dargestellte Rinnenabdeckung 22, 23 über den grössten Teil ihrer Länge verschlossen sein, wobei in dieser Rinnenabdeckung Heizeinrichtungen 24 und 25 zur Gewährleistung einer gleichmässigen Giesstemperatur vorgesehen sein können.

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Die Funktion der erfindungsgemässen Vorrichtung ist dabei folgendermassen: Zunächst wird die Vergiessrinne 6 in angehobenem Zustand mittels einer nicht dargestellten Hydraulikeinrichtung in die dem Einguss-· anfang 13 entsprechende Stellung geschwenkt. Erreicht die auf dem Giesskarussell 12 aufgebaute Kokille 11 diese Position, wird die Giessrinne automatisch abgesenkt, so dass die Metallauslaufdüse 9 über der Öffnung 10 der Kokille 11 steht, Mittels der Teile 17, 18, 19 erfolgt dabei die Kupplung der Rinne 6 mit dem Giesskarussell 12, wobei unmittelbar nach Absenken der Rinne das Metall in die Kokillenöffnung fliesst. Durch eine in der Rinne eingebaute Querschnittsverenguhg, beispielsweise in Form einer Trennplatte 26 mit kl©itt#i* Öffnung 27, können dabei ein besonders ruhiger Metallfluss beim Giessen erreicht und gleichzeitig Schlatt&en* reste zurückgehalten werden.

Bei grösseren Kokillen wird der Füllvorgang durch eingebaute Kontaktstäbe (nicht dargestellt) in Verbindung mit den Steigeröffnungen in den Kokillen überwacht. Über diese Impulsgeber wird die Metallflussmenge gegebenenfalls über eine Stromregelgruppe der Hydraulik durch Veränderung der Kippgeschwindigkeit des Giessgefässes, der Rinnenneigung und eventuell auch durch Verstellung des Durchflussquerschnittes der Metallauslaufdüse 9 mittels des Stopfens 21 geregelt.

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Bei kleineren Kokillen, die nicht über Steigeröffnungen verfügen, erfolgt die Gußsteüercmg mittels einer vorgegebenen Giesszeit, wobei durch den ruhigen Metallfluss und den bei automatischer Reinigung der Metallauslaufdüse gewährleisteten unveränderlichen Durchtrittsquerschnitt eine genau dosierte Metallmenge pro Guss gesichert ist.

Durch die Möglichkeit, sich in dem Drehlager 15 zu drehen und gleichzeitig auf der Führung 16 in Pfeilrichtung D-E zu verschieben, kann die Rinne 6 dabei der kontinuierlichen Bewegung der Kokille 11 folgen, ohne dass der kontinuierliche Metallzufluss während des Giessvorganges beeinträchtigt wird.

Nach Erreichen des Eingussendes in der Stellung 14 wird die Rinne 6 mittels des Hydraulikzylinders 8 automatisch hochgekippt und damit gegebenenfalls auch noch durch Verschliessen der Metallauslaufdüse 9 mittels des Stopfens 21 der Giessvorgang beendet. Gleichzeitig wird der Zentrierbolzen 18 mittels des Hydraulikzylinders 17 zurückgezogen und so die Verbindung zwischen der Rinne und dem Giesskarussell gelöst. Daraufhin wird die Rinne wieder in die Stellung 13 zurückgeschwenkt und ist sofort für einen neuen Giessvorgang bereit«

Während des gesamten Giess- und Schwenkvorganges erfolgt ständig ein kontinuierlicher Metall-

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zulauf von dem jeweiligen Giessgefäss 1 bzw. 2 über die Metallverteilungsrinne 5 zur Giessrinne 6. Der Wechsel von einem Giessgefäss auf das andere erfolgt ebenfalls vollautomatisch über die (nicht dargestellte) Kipphydraulik der Giessgefässe, wobei bei Erreichen eines bestimmten Kippwinkels das zweite Giessgefäss in Giessposition kippt und nach einem erneuten Impuls mit dem Ausgiessen anfängt,während gleichzeitig das andere Giessgefäss zurückkippt, gegebenenfalls mittels eines Krans, aus seinem Kippstuhl herausgenommen und direkt zur Auffüllung zum Metallreservoir gebracht werden kann.

Dabei ergibt sich unter Zugrundelegung.einer maximalen Giessleistung von 3600 kg Al/h und zwei Giessgefässen mit einem nutzbaren Metallvolumen von je 1800-2000 kg eine Einsatzzeit pro Giessgefäss von 30 Min., wobei ein Giesstakt z.B. jeweils 30 Sek. und dabei die Giesszeit 10-12 Sek. betragen kann und für das Nachfüllen des nicht im Einsatz befindlichen Giessgefässes ein reichlicher Zeitraum von ca. 25 Min. zur Verfügung steht.

Die Steuerung der Heizeinrichtung 24 und 25 erfolgt ebenfalls automatisch über entsprechende Temperaturfühler.

. Mit Hilfe einer verhältnismässig einfachen Steuerung ist es mittels der erfindungsgemässen Einrichtung

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möglich, auch bei kontinuierlich umlaufendem Giesskarussell den gesamten Gussbetrieb,also das abwechselnde Beschicken der Giessrinne durch die zwei Giessgefässe, das Absenken bzw. Anheben der Rinne, deren Kupplung mit dem Giesskarussell, die Dosierung der Metallmenge, die Regelung der Temperatur der Schmelze in der Rinne, die Beendigung des Giessvorganges, die Entkupplung der Rinne und ihr Zurückschwenken in die Ausgangsposition, vollautomatisch durchzuführen. Dabei wird durch die Möglichkeit, die Metallauslaufdüse 9 zu verschliessen und die Gewährleistung einer genauen Stellung dieser Düse über der Giessöffnung der Kokille, selbst im Notfall einer Störung ein Überlaufen und ein Nachtropfen mit Sicherheit vermieden. Ausserdem kann der Giess-Vorgang jederzeit unterbrochen werden, ohne Störungen und Komplikationen beim Wiederanfahrbetrieb.

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Claims

Patentanwalt Rathausstrasse 14- . - - - Garmisch-Fartenkirchen, D-8100 Garmisch-Partenkircnen " 21." November 1978 RUSS-Elektroofen GmbH u. Co. KG. Bonner Strasse 530 . . -, 5000 KÖln-Bayenthal Patentansprüche

1. Vorrichtung für die Speisung und Dosierung von Giesskarussellen mit aufgebauten Kokillen, vorzugsweise für Leichtmetallguss, ge k e η η zeichnet durch mindestens ein kippbares Giessgefäss (1 bzw, 2), eine diesem nachgeschaltete Vergiessrinne (6), die horizontal (7) und vertikal (15) schwenkbar und horizontal verschiebbar (1.6) gelagert ist, und Einrichtungen (18, 19) zur zeitv weiligen Verbindung der Vergiessrinne in der Nähe ihres Auslaufe mit dem kontinuierlich umlaufenden, die Kokillen (11) tragenden Giesskarussell (12).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei kippbare Giessgefässe (1, Z)₁ die abwechselnd eine Metallverteilungsrinne (5) speisen, die in die Vergiessrinne (6) mündet..

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch

g e k e η η ζ e i c h η e t , dass die Vergiessrinne (6) mit einer auswechselbaren Metallauslaufdüse (9) versehen ist.

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ORIGINAL INSPECTED

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen motorbetriebenen Stopfen (21) zum Verschliessen der Metallauslaufdüse (9).

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine automatische Reinigungseinrichtung für die Metallauslaufdüse (9).

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass in der Vergiessrinne (6) eine Querschnittsverengung, beispielsweise eine Trennplatte (26), mit kleiner Öffnung (27) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Vergiessrinne (6) mit einer abnehmbaren Rinnenabdeckung (22, 23) versehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , dass die Rinnenabdeckung (22, 23) eine Beheizungseinrichtung (24, 25) einschliesst.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch in der Vergiessrinne (6) eingebaute Impulsgeber zur Regelung der Kippgeschwindigkeit der Giessgefässe (1, 2), Einrichtungen zur Überwachung des Kippwinkels der Giessgefässe und der Schmelztemperatur in der Vergiessrinne (6), ein Steuersystem zur abgestimmten Betätigung der Be-

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wegungshydraulik der Giessgefässe (1, 2), der Vergiessrinne (6) lind des Zentrierbolzens (18).

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