DE3023262C2 - Mundstück zu Anschluß einer Förderleitung einer Dosiereinrichtung zum Fördern von flüssigem Metall an den Anguß einer Gießform - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Mundstück zum Anschluß einer Förderleitung einer Dosiereinrichtung zum Fördern von flüssigem Metall an den Anguß einer Gießform, mit einem als Kugelventil ausgebildeten Rückschlagventil mit einer Ventilkugel und einer Ventilkammer für die Ventilkugel, wobei die Ventilkammer im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist und im Kammerboden eine durch die Ventilkugel verschließbare Durchlaßöffnung aufweist.

Dosiereinrichtungen zum Fördern von flüssigem Metall, für die bzw. für deren Förderleitung ein Mundstück der eingangs erläuterten Art bestimmt ist, weisen einen beheizbaren Tiegel zur Aufnahme einer Metallschmelze und einen im Tiegel angeordneten Dosierbehälter auf, von dem ausgehend die Förderleitung im wesentlichen vertikal nach oben zum Mundstück hin verläuft. Diese Dosiereinrichtungen dienen dazu, in einer Metallgießerei flüssiges Metall chargenweise in jeweils vorbestimmter Dosierung aus dem Tiegel zur Gießeinrichtung, insbesondere zur Gießform einer Niederdruckgießanlage zu fördern. Häufig ist der Dosierbehälter in die Metallschmelze eingetaucht und das flüssige Metall tritt durch einen Einlaß, der üblicherweise mit einem Rückschlagventil versehen ist, in den Dosierbehälter ein. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, die Metallschmelze nur in den Dosierbehälter zu geben, während der Innenraum des Tiegels unter einer geeigneten Schutzgasatmosphäre steht. Die Förderung vom Dosierbehälter zur Gießform erfolgt dadurch, daß der Dosierbehälter mit Förderdruck beaufschlagt wird, wobei ggf. der Einlaß geschlossen wird und wobei das flüssige Metall in vörbestimmter Menge durch die Förderleitung abgegeben wird. Der Förderdruck kann auf unterschiedliche Weise, beispielsweise durch Schwerkrafteinwirkung, mittels eines im Dosierbehälter angeordneten Kolbens, mit einer Kreiselpumpe od. dgl. oder pneumatisch durch Druckgasbeaufschlagung erzeugt werdea Im Rahmen der Erfindung wird insbesondere von einer pneumatischen Förderung des flüssigen Metalles ausgegangen.

Wenn zuvor darauf hingewiesen worden ist, daß die Förderleitung vertikal nach oben verläuft, so bedeutet dies nicht, daß die Förderleitung unbedingt von der Oberseite des Dosierbehältcrs ausgehen müßte. Die Förderleitung kann auch seitlich oder unten am Dosierbehälter angeschlossen sein, was unter anderem davon abhängen wird, auf welche Weise der Förderdruck erzeugt wird. Wesentlich ist jedenfalls, daß die Förderleitung nach oben und im wesentlichen vertikal ansteigt und von unten in den Anguß der Gießform mündet, so daß steigend gegossen wird. Beim Niederdruckguß entspricht dabei der Gießdruck dem Förderdruck des flüssigen Metalles.

Bei der bekannten Dosiereinrichtung (vgl. die GB-PS 12 33 967), bei der jedoch die Metallschmelze nur in den Dosierbehälter gegeben ist und bei der der Tiegel im übrigen unter einer Druckgasatmosphäre steht, mit der zugleich die Förderung erfolgt, ist innerhalb des Dosierbehälters am Einlaß der Förderleitung ein in Förderrichtung öffnendes Rückschlagventil in Form eines Kugelventiles vorgesehen. Dadurch wird erreicht, daß jeweils nach einem Dosiervorgang das flüssige Metall nicht aus der Förderleitung abfließt, sondern daß auch nach einem Dosiervorgang die Förderleitung gefüllt bleibt Dadurch wird einerseits ein schneller Arbeitstakt beim Dosieren erreicht, weil nicht für jeden Dosiervorgang die Förderleitung von neuem gefüllt werden muß, andererseits wird die Bildung von Oxiden und Schlacken infolge einer häufigen Änderung des Niveaus des flüssigen Metalles in der Förderleitung erschwert. Ein solches Rückschlagventil am Einlaß der Förderleitung empfiehlt sich auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung.

Zuvor ist schon erläutert worden, daß die Förderleitung einer Dosiereinrichtung zum Fördern von flüssigem Metall zum Anschluß an den Anguß einer Gießform eines Mundstückes bedarf. Das bekannte Mundstück, von dem die Erfindung ausgeht (vgl. die US-PS 26 21 365), gewährleistet eine weitere Verringerung von Oxidation und Schlackenbildung in der Förderleitung durch das Rückschlagventil. Der zeitweise im Bereich des Mundstückes stehende Spiegel flüssigen Metalles wird nach Beendigung des Dosiervorganges nämlich durch das Rückschlagventil abgedeckt und so vor Zutritt von Luft geschützt Bei diesem bekannten Mundstück kann es allerdings auftreten und tritt es tatsächlich auch häufig auf, daß das als Kugelventil ausgebildete Rückschlagventil bei Beendigung des Dosiervorganges nicht schnell genug schließt, so daß der im Bereich des Mundstückes stehende Spiegel flüssigen Metalles ungewollt lange dem Zutritt von Luft ausgesetzt ist bzw. ein unerwünscht großes Luftvolumen einzutreten vermag.

Ausgehend von dem zuvor erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einem Mundstück der eingangs erläuterten Art eine möglichst geringe Oxidation und Schlackenbildung im Auslaßbereich der Förderleitung zu erreichen.

Das erfindungsgemäße Mundstück, bei dem die zuvor aufgezeigte Aufgabe gelöst ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß der lichte Durchmesser der Ventilkammer im wesentlichen dem Durchmesser der Ventilkugel entspricht und daß die Innenwandung der Ventilkammer

mit achsparallelen Umströmungskanälen versehen ist Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß eine möglichst geringe Oxidation und Schlackenbildung im Auslaßbereich der Förderleitung dann erreichbar ist wenn das als Kugelventil ausgebildete Rückschlagventil bei Beendigung eines jeden Dosiervorganges optimal schnell und sicher schließt Dabei ist weiterhin erkannt worden, daß ein schnelles und sicheres Schließen des Kugelventiles dann gewährleistet ist, wenn die Ventilkugel möglichst genau, insbesondere möglichst genau auf den die Durchlaßöffnung umgebenden Ventilsitz geführt wird. Weiter ist dann erkannt worden, daß man eine optimale Führung der Ventilkugel dann erreicht wenn der lichte Durchmesser der Ventilkammer nur um so viel größer ist, daß die Ventilkugel sich gerade frei bewegen kann. Schließlich ist noch erkannt worden, daß bei einer solchen Ausgestaltung ohne ergänzende Maßnahmen der Durchlaßquerschnitt für das flüssige Metall zu gering wird. Hierzu sind dann die achsparallele:i Umströmungskanäle an der Innenwandung der Ventilkammer vorgesehen, durch die das flüssige Metall bei geöffnetem Rückschlagventil die Ventilkugel umströmen kann, ohne daß die genaue Führung der Ventilkugel irgendwie beeinträchtigt würde.

Die obere öffnung der Ventilkammer des erfindungsgemäßen Mundstückes wird vorzugsweise im Querschnitt so ausgebildet, daß die Ventilkugel nicht hindurchtreten kann. Dazu kann der Öffnungsdurchmesser entsprechend klein gewählt werden, im Hinblick auf einen großen Austrittsquerschnitt empfiehlt es sich jedoch, an der Oberseite der Ventilkammer über die Ventilkammer vorstehende Haltevorsprünge vorzusehen.

Um ggf. in einfacher Weise eine Reinigung, Überholung und/oder einen Austausch vornehmen zu können, empfiehlt es sich, die Ventilkammer lose auf die Förderleitung aufzusetzen und mittels eines Zentrierbundes und einer Zentrierausnehmung auf der Förderleitung zu halten.

Schließlich empfiehlt es sich, das Kugelventil mindestens im unteren Bereich mit einem Heizelement zu umgeben, insbesondere um eine Blockierung der Ventilkugel durch erstarrendes Metall zu verhindern. Im übrigen ist selbstverständlich auch das Steigrohr in üblicher Weise von einem Heizmantel, zumindest von einem Isoliermantel, umgeben.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 eine Dosiereinrichtung zum Fördern von flüssigem Metall in schematischer Darstellung und

F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel eines Mundstückes für eine Dosiereinrichtung gemäß F i g. 1 im Schnitt.

Die in F i g. 1 in ihrem grundsätzlichen Aufbau dargestellte Dosiereinrichtung dient zum chargenweisen dosierten Fördern von flüssigem Metall aus einer in einem beheizbaren Tiegel 1 enthaltenen Metallschmelze 2 in eine Gießform 3, die im dargestellten Ausführungsbeispiel zu einer Niederdruck-Gießanlage gehört. Der Tiegel 1 ist in einer Heizeinrichtung 4 angeordnet, durch die die Metallschmelze 2 auf der vorgesehenen Temperatur gehalten wird, und ist durch einen Deckel 5 abgedeckt. Im Tiegel 1 ist — in die Metallschmelze 2 eingetaucht — ein Dosierbehälter 6 angeordnet. Der Dosierbehälter 6 weist an seiner Unterseite einen Einlaß 7 auf, der mit einem Rückschlagventil 8 versehen ist. Das Rückschlagventil 8 und seine Ventilbetätigung 9 sind in der DE-AS 24 49 685 ausführlich beschrieben und

brauchen daher hier nicht im einzelnen erläutert zu werden.

Durch den Einlaß 7 tritt flüssiges Metall aus der Metallschmelze 2 in das Innere des Dosierbehälters 6 ein. Zur dosierten Abgabe von flüssigem Metall wird der Dosierbehälter 6 über eine Druckleitung 10 mit einem Druckgas beaufschlagt, so daß das flüssige Metall durch eine im Dosierbehälter 6 angeordnete (in den Figuren nicht dargestellte) Förderleitung aus dem Dosierbehälter 6 herausgefördert wird.

An der Oberseite des Dosierbehälters 6 ist ein Rückschlagventil 11 angeordnet, an das sich eine vertikal nach oben verlaufende Förderleitung 12 anschließt. Die Förderleitung 12 ist mit einem Mundstück 14 an den Anguß 14 der Gießform 3 angeschlossen. Im übrigen ist die Förderleitung 12 durch eine — in der F i g. 1 nur sehr vereinfacht angedeutete — Halterung 15 gehalten und geführt

F i g. 2 zeigt im Schnitt Einzelheiten des Mundstückes 13. Man erkennt zunächst, daß das Mundstück 13 ein als Kugelventil 16 ausgebildetes Rückschlagventil mit einer Ventilkugel 17 aufweist. Die Ventilkugel 17 des Kugelventiles 16 ist innerhalb einer im wesentlichen zylindrischen Ventilkammer 18 angeordnet, die nach oben offen ist und deren zu einer Durchlaßöffnung 19 konisch eingesenkter Boden einen Ventilsitz 20 für die Ventilkugel 17 bildet

An der Oberseite der Ventilkammer 18 sind Haltevorsprünge 21 vorgesehen, die über die Ventilkammer 18 vorstehen und ein Austreten der Ventilkugel

17 aus der Ventilkammer 18 verhindern. Die Haltevorsprünge 21 sind an eine Abdeckplatte 22 angeformt, die auf die im übrigen einstückig ausgeführte Ventilkammer

18 aufgesetzt ist.

Der lichte Durchmesser der Ventilkammer 18 entspricht im wesentlichen dem Durchmesser der Ventilkugel 17, wobei selbstverständlich das für die freie Beweglichkeit der Ventilkugel 17 notwendige Spiel vorgesehen ist Die Innenwandung der Ventilkammer 18 ist mit zur Längsachse der Ventilkammer 18 parallel verlaufenden Umströmungskanälen 23 versehen, in denen das flüssige Metall die Ventilkugel 17 umströmen kann. Im übrigen sind die Haltevorsprünge 21 und die Umströmungskanäle 23 gleichmäßig über den Umfang der Ventilkammer 18 verteilt und jeweils miteinander fluchtend angeordnet.

Die Ventilkammer 18, die im wesentlichen das Mundstück 13 der Förderleitung 12 bildet, ist lose auf die Förderleitung 12 aufgesetzt und durch einen an der Ventilkammer 18 vorgesehenen Zentrierbund 24 und eine in der Förderleitung 12 vorgesehenen Zentrierausnehmung 25 gehalten und gegen seitliche Verschiebung gesichert.

In F i g. 2 ist schließlich schematisch angedeutet, daß das Kugelventil 16 in seinem unteren Bereich, insbesondere also im Bereich des Ventilsitzes 20, von einem Heizelement 26 umgeben ist. Nicht im einzelnen dargestellt ist, daß auch die Förderleitung 12 durch ein Heizelement gegen Abkühlung gesichert ist.

In einer parallelen Patentanmeldung der Anmelderin wird geschrieben, wie bei einer Dosiereinrichtung ähnlicher Gattung, bei der — wie bei der zu bevorzugenden Ausführungsform der hier beschriebenen Erfindung — zwischen einer Förderleitung und dem Dosierbehälter ein Rückschlagventil vorgesehen ist, eine bei längeren Stillstandszeiten vorteilhafte Entleerung der Förderleitung dadurch möglich ist, daß diese gegenüber dem Rückschlagventil angehoben und unter

Umgehung von Rückschlagventil und Dosierbehälter unmittelbar in die Metallschmelze entleert wird. Eine solche Möglichkeit wird vorzugsweise auch im Rahmen der hier beschriebenen Erfindung vorgesehen. Um eine entsprechende Entleerung der Förderleitung zu ermöglichen, ist eine Möglichkeit vorzusehen, das am Mundstück vorgesehene Rückschlagventil zu lüften bzw. von der Förderleitung abzunehmen. Ausgestaltungen von Rückschlagventilen, insbesondere Kugelventilen, die ein Lüften eines solchen Ventils erlauben, sind dem Fachmann bekannt. Im übrigen kann bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform mit lose auf die Förderleitung aufgesetzter Ventilkammer in einfachster Weise das ganze Mundstück von der Förderleitung abgehoben werden, um ein Entleeren der Förderleitung zu ermöglichen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Mundstück zum Anschluß einer Förderleitung einer Dosiereinrichtung zum Fördern von flüssigem Metall an den Anguß einer Gießform, mit einem als Kugelventil ausgebildeten Rückschlagventil mit einer Ventilkugel und einer Ventilkammer für die Ventilkugel, wobei die Ventilkammer im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist und im Kammerboden eine durch die Ventilkugel verschließbare Durchlaßöffnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der lichte Durchmesser der Ventilkammer (18) im wesentlichen dem Durchmesser der Ventilkugel (17) entspricht und daß die Innenwandung der Ventilkammer (18) mit achsparallelen Umströmungskanälen (23) versehen ist.

2. Mundstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der OberseLe der Ventilkammer (18) über die Ventilkammer (18) vorstehende Haltevorsprünge (21) vorgesehen sind.

3. Mundstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkammer (18) lose auf die Förderleitung (12) aufgesetzt und mittels eines Zentrierbundes (24) und einer Zentrierausnehmung (25) gehalten ist

4. Mundstück nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelventil (16) mindestens im unteren Bereich von einem Heizelement (26) umgeben ist.

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