DE2922666A1 - Steuervorrichtung fuer die bodenabstichstopfen einer giesspfanne - Google Patents

Description

Beschreibung zum Patentgesuch

der Firma SEATON ENGINEERING COMPANY, 4595 Platt Road, Ann Arbor, Michigan 48104 / U.S.A.

betreffend:

"Steuervorrichtung für die Bodenabstichstopfen einer Gießpfanne"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für den Bodenabstichstopfen einer Gießpfanne.

Beim Metallguß ist die genaue Steuerung des öffnens und Schließens des Bodenabstichstopfens e'iner Bodenabstichgießpfanne von Bedeutung. Die Steuerung muß so erfolgen, daß das flüssige Metall in eine Form in genau zugemessenen Quantitäten und mit unterschiedlichen Gießgeschwindigkeiten einfüllbar ist. Im allgemeinen ist es wünschenswert, zunächst mit einer hohen Gießgeschwindigkeit zu fahren und dann allmählich die Gießgeschwindigkeit zu verlangsamen gegen Ende des Abgusses. Eine typische Steuervorrichtung für den Bodenabstichstopfen, wie sie heute gebraeucht wird, ist in der US-PS 3.762.605 beschrieben.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Steuervorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 zu schaffen, welche den Betrieb in der oben geschilderten Weise ermöglicht.

Die Lösung, die gemäß der Erfindung vorgesehen ist, ist in dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 definiert. Vorzugsweise umfaßt die Steuervorrichtung ein Verbindungselement

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in Form einer Fluiddruckzylinder-Kolben-Baueinheit. Der Stopfen wird zunächst geöffnet, indem man Druckluft oder Druckflüssigkeit in den Zylinder einläßt, wobei der Kolben bis zu einem Anschlag verschoben wird. Dies ergibt dann eine direkte mechanische Verbindung zwischen einem Steuerantrieb und dem Hebegestänge, so daß eine extrem genaue Steuerung des Abgusses ermöglicht wird.

Eine bevorzugte Ausfuhrungsform wird nachstehend im einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 zeigt in Seitenansicht, teilweise gäschnitten, eine Gießpfanne,

Fig. 2 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung der Fluiddruckzylinder-Kolben-Baueinheit der Steuervorrichtung gemäß dar Erfindung, und

Fig. 3 ist ein Schema für ein Beispiel eines Steuerantriebs für den Stopfen unter Benutzung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

In Fig. 1 ist mit 10 eine feuerfest ausgekleidete Gießpfanne bezeichnet, aus der Metallschmelze abgegossen werden kann. Die Gießpfanne weist einen Bodenabstich 12 auf sowie einen Abstichstopfen 14 für die Steuerung des Metallabgußes aus der Pfanne. Der Stopfen ist am Ende einer Stopfenstange 16 befestigt. Diese Stange ist von feuerfesten Hülsen 18 umschlossen, um sie gegen das geschmolzene Metall innerhalb dac Gießpfanne 10 zu schützen. Eine alternative Ausführungsform der Stopfenstange würde aus einem oder mehreren feuerfesten Teilen bestehen.

Am oberen Ende der Stopfenstange 16 ist ein Kniehebel 19 und ein unterer Hebel 20 angelenkt. Beide Hebel sind ihrerseits an dem stationären vertikalen Sockel 22 angelenkt und bilden zusammen mit dem oberen Ende der Stopfenstange 16 ein Parallelogramm. Das andere Ende des Kniehebels 19 ist mit dem Ende einer Kolbenstange 24 verbunden. Der Kolben wirkt mit einem Zylinder

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zusammen, der gelenkig an einem Hebel 28 befestigt ist. Der Hebel 28 ist mit seinen Enden an dem stationären Sockel 22 bzw. eine Steuerstange 30 angelenkt. Die Stange 30 ist als Gewindespindel ausgebildet und ist verbunden mit dem Drehantrieb eines Antriebssystems 32, wobei die Verbindung zum Hebel 28 über die Spindelmutter 57 erfolgt.

In Fig. 2 ist die Fluiddruckzylinder-Baugruppe im einzelnen dargestellt. Wie man erkennt, ist der Kolben 33 in seine oberste Lage durch eine Feder 34 vorgespannt. Druckluft mit einem Druck von 4 bis 7 bar kann oberhalb des Kolbens durch Einlaß 35 eingespeist werden. Auf der anderen Seite des Kolbens ist der Zylinder gegen die Atmosphäre über Öffnung 36 belüftet. Wenn der Kolben durch Druckluft betätigt wird, verschiebt er sich in seine unterste Position bis zum Anschlag 38. Wenn der Kolben in seiner untersten Position steht/ liegt eine direkte mechanische Verbindung zwischen der Antriebsbaugruppe 32 und dem Stopfen 14 vor (Fig. 1).

In Fig. 3 ist die Antriebsbaugruppe 32 dargestellt. Dieser Aufbau bestimmt eine oder mehrere Arten,gemäß denen ein programmierter Abgußzyklus ablaufen kann. Die Funktion des dargestellten elektrischen Steuerkreises basiert auf dem sogenannten Nullabgleich. Ein drehbarer Programmiernocken 40, dessen Profil entsprechend dem Drehwinkel den Sollwert für die Einstellung der Spindel 30 liefert, wird in Umdrehung versetzt entsprechend einem vorgegebenen Zeitablauf mittels eines Antriebsmotors 42. Ein Nockenfolger 44 tastet die Peripherie des Nockens 40 ab und verschiebt über einen Hebel 46 gemäß dem sich verändernden Sollwert einen Signalerzeuger 48, beispielsweise einen induktiven Sender oder einen Servomotor. Das erzeugte Signal wird im Verstärker 50 verstärkt und in einen Wandler 52 eingespeist, wo es in eine proportionale Anzahl von Antriebsimpulsen für einen Schrittschaltmotor 32 in einer Richtung umgewandelt wird, wobei die Ausgangswelle des Motors die Spindel 30 ist. Zugleich

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wird ein Ausgleichssignal-erzeuger 56 in die Ausgleichsposition versetzt. Das vom Signalerzeuger 56 erzeugte Signal wird rückgeführt zum Signalerzeuger 48 und wirkt im Ausgangssignal des letzteren nach einem Abgußzyklus entgegen, um die Steuerbau«- gruppe in die Ausgangsposition zurückzustellen, womit der nächste Abguß vorbereitet ist.

Auf diese Weise bestimmt der Steuernocken den Programmablauf für die Betätigung der Spindel 30 und damit schließlich für die Versetzung des Stopfens 14. Es ist natürlich möglich, die oben beschriebene elektromechanische Antriebsbaugruppe durch Steuerantriebseinrichtungen zu ersetzen, die nach anderen Prinzipien arbeiten, etwa hydraulisch, pneumatisch oder mit numerisch gesteuerten Motoren.

Der Arbeitsablauf mit der insoweit beschriebenen Vorrichtung soll nun erläutert werden. Wenn ein Abguß erfolgen soll, wird Druckluft oberhalb des Kolbens 33 in den Zylinder eingelassen, um ihn biszum Anschlag 38 zu verschieben. Damit wird zunächst der Stopfen 14 geöffnet, und es wird eine direkte mechanische Verbindung zwischen der Antriebsbaugruppe 32 und dem Stopfen 14 hergestellt. Die Antriebsbaugruppe 32 wird dann in Betrieb genommen, und steuert unter Bewegung des Zylinders 26 die Bewegung des Hebelgestänges, um den Zeitablauf für das Schließen des Stopfens festzulegen und damit den Zeitablauf und die Gießgeschwindigkeit beim Abguß. Nach dem Abguß wird die Zufuhr von Druckluft zum Kolben 33 unterbochen, so daß der Kolben unter der Wirkung der Feder 34 in seine oberste Position zurückkehren kann und die Antriebsbaugruppe 32 stellt sich selbst zurück. Die direkte mechanische Verbindung während des Abgußzyklus¹ ermöglicht eine sehr genaue Steuerung, ohne die Notwendigkeit einer komplizierten und teuren Motorsteuerung in der Antriebsbaugruppe.

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Claims (3)

SEATON ENGINEERING COMPANY Ann Arbor, Michigan 48104 U.S.A. Patentansprüche

1) Steuervorrichtung für den Bodenabstichstopfen einer Gießpfanne, der über eine Stopfenstange an die Steuervorrichtung angekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen ersten, an die Stopfenstange (16) angekoppelten Hebel

(19) und einen zweiten, an einen Steuerantrieb (30) angekoppelten Hebel (28) sowie ein Verbindungselement (24, 26) beider Hebel umfaßt, das für das vollständige öffnen des Stopfens (14) ohne Bewegung des zweiten Hebels (28) betätigbar ist und dann eine direkte mechanische Verbindung beider Hebel (19, 28) für die Bewegung des Stopfens (14) mittels des Steuerantriebs bildet.

2) Steuervorrichtung nach Anspruch T, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsetement einen Druckfluidzylinder (26) umfaßt.

3) Steuervorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Vorspannfeder (34) im Zylinder (26) zum Vorspannen des Kolbens (33) in die unbetätigte Position des Verbindungselements, aus der er mittels Zufuhr von Druckfluid in den Zylinder in die betätigte Position verfahrbar ist.

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