DE3313061A1

DE3313061A1 - Foerdervorrichtung fuer schmelzfluessiges metall

Info

Publication number: DE3313061A1
Application number: DE19833313061
Authority: DE
Inventors: Ronald E. 44024 Chardon Ohio Gilbert; George S. 44266 Ravenna Ohio Mordue
Original assignee: Kennecott Corp
Current assignee: Kennecott Corp
Priority date: 1982-04-15
Filing date: 1983-04-12
Publication date: 1983-10-20
Also published as: JPS58224060A; US4474315A; GB2118081B; CA1209782A; GB2118081A; GB8310258D0; FR2525134A1; MX157222A; FR2525134B1

Description

KENNECOTT CORPORATION

Stamford, Connecticut (V. St. A.)

Fördervorrichtung

für schmelzflüssiges Metall

Die Erfindung betrifft eine Fördervorrichtung für schmelzflüssiges Metall, insbesondere eine Vorrichtung, bei der die Menge des zu fördernden Metall leicht eingestellt werden kann und deren Teile rasch ausgewechselt werden können.

Eördervorrichtungen für schmelzflüssiges Metall (in der Praxis häufig als Schußpumpen bezeichnet) dienen zur Entnahme einer bestimmten Menge eines schmelzflüssigen Metalls aus einem Badbehälter und zum Fördern des Metalls zu einer Gieß- oder Druckgießvorrichtung. Insbesondere beim Gießen von Metallen wie Aluminium heben die Schußpumpen eine Kammer, die in einem Badgefäß für das schmelzflüssige Metall angeordnet sind.

Die Kammern sind im allgemeinen vertikal orientiert, und in den Kammern befinden sich Becher, die eine vertikale hin- und hergehende Bewegung ausführen können. Die Kammern weisen Öffnungen auf, so daß das schmel.'.-flüssige Metall aus dem Badgefäß in die Kammer und in den Becher fließen kann. Beim Hochfahren des Bechers wird das darin eingeschlossene Metall bis zu einer Stelle angehoben, an der es zur Überführung zu einer Gießvorrichtung aus der Kammer entleert werden kann.

Obgleich mit Hilfe bekannter Schußpumpen kleine Mengen von schmelzflüssigem Metall aus einem Bad entnommen werden können, sind gewisse Prob-

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lerne noch nicht gelöst. Eines dieser Probleme betrifft die genaue Abmessung der bei jedem Takt der Pumpe aus dem Bad entnommenen Metallmenge. Bei einer bekannten Pumpe wird dazu ein keilförmiger Kolben verwendet, der in einem Zylinder angeordnet ist. Das geschmolzene Metall wird in den Zylinder fließen und sich oberhalb des Kolbens ansammeln gelassen. Beim Hochfahren des Kolbens wird das oberhalb des Kolbens eingeschlossene Metall nach oben gefördert und kann aus dem Zylinder ausfließen. Leider ist es wegen der Form des Kolbens und verschiedener anderer Parameter der Pumpe schwierig, die bei jedem Pumpentakt zu fordernde Metallmenge genau einzustellen.

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung wird ein Becher mit einer Öffnung nahe dem Boden verwendet. Wenn der Becher in einer Kammer bis zu einer gewissen Stelle angehoben wird, kann das von dem Becher mitgenommene schmelzflüssige Metall aus der Öffnung ausfließen. Wie bei der zuvor beschriebenen Vorrichtung ist es sehr schwierig, die von dem Becher mitgenommene und aus ihm entleerte Metallmenge genau einzustellen.

Ein anderes bei Schußpumpen noch nicht gelöstes Problem ist die richtige Beziehung zwischen der Größe des Bechers und derjenigen der Kammer, in der der Becher angeordnet ist. Wenn bei bekannten Pumpen ein enger Sitz zwischen Becher und Kammer vorgesehen wird, so wird zwar eine ausreichende Dichtung erhalten, aber es tritt auch übermäßiger Verschleiß ein, und es kann schwierig oder sogar unmöglich sein, den Kolben von Zeit zu Zeit aus der Kammer auszubauen und auszuwechseln. Wenn andererseits eine nur lose Passung zwischen Becher und Kammer vorgesehen wird, ist die Dichtung nicht ausreichend.

Zu weiteren noch nicht gelösten Problemen bei bekannten Schußpumpen gehört die Möglichkeit eines raschen Ausbaues des Bechers aus der Kammer und seine Auswechselung gegen einen anderen. Bei bekannten Schußpumpen ist eine solche Auswechselung mit beträchtlichen Stillstandszeiten sowie Aus- und Einbauarbeiten verbunden. Auch ist es schwierig, Kammer und Becher auszuwechseln, wenn die aus dem Bad zu entnehmende Metallmenge wesentlich geändert werden soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile bekannter Fördervorrichtungen für schmelzflüssige Metalle zu beseitigen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Bei der Erfindungsgemäß vorgeschlagenen Fördervorrichtung ist in einer Kammer ein Becher mit einer Seitenwand und einem Bodenteil sowie einem im allgemeinen vertikal orientierten Schlitz in der Seitenwand angeordnet. Die Kammer ist so angeordnet, daß ein Teil von ihr in ein Bad aus schmelzflüssigem Metall ein taucht. Durch eine erste Öffnung in der Kammer kann geschmolzenes Metall aus dem Bad in die Kammer eintreten. An einer Stelle vertikal oberhalb der ersten Öffnung ist eine zweite Öffnung vorgesehen, aus der geschmolzenes Metall aus der Kammer ausfließen kann. Im Betrieb wird der Becher in eine untere Endstellung gebracht, so daß geschmolzenes Metall durch die erste Öffnung in den Becher fließen kann. Bei der Aufwärtsbewegung des Bechers in seine obere.Endstellung an der zweiten Öffnung nimmt er das eingedrungene Metall mit, so daß dieses aus der zweiten Öffnung aus dem Becher ausfließen kann. Da sich der vertikal orientierte Schlitz vom Boden des Bechers bis zu seiner Oberkante erstreckt, hängt die Menge des Metalls, die aus dem Becher ausfließen kann, von dessen Stellung zu der zweiten Öffnung ab. Zum Bewegen des Bechers ist ein Antriebsorgan vorgesehen, dessen Tätigkeit von einem Grenzschalter gesteuert wird. Durch 3eeignete Einstellung des Grenzschalters kann der Becher bis zu einer bestimmten Stellung angehoben werden, so daß eine vorgesehene Menge des schmelzflüssigen Metalls aus dem Becher entleert wird. Die von der Vorrichtung geförderte Metallmenge kann genau eingestellt werden, da sie eine lineare Funktion der Stellung des Bechers zur zweiten Öffnung ist. Dieses Merkmal bedeutet eine wesentliche Verbesserung gegenüber bekannten Vorrichtungen, bei denen zahlreiche Einstellversuche vorgenommen werden müssen, bis die Vorrichtung die gewünschte Metallmenge liefert.

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Es wurde festgestellt, daß die Vorrichtung am wirksamsten arbeitet, wenn der Becher durch eine einseitig wirkende Kraft ständig an der Stelle des vertikal orientierten Schlitzes zur Seite gegen die Kammer gedrückt wird. Das heißt, eine gute Dichtung braucht nur im Bereich des Schlitzes vorhanden zu sein; die anderen Teile des Bechers brauchen nicht mit der Kammer in Berührung gebracht zu werden. An anderen Stellen als im Bereich des Schlitzes kann daher ein beträchtlicher Spalt, etwa in der Größenordnung von 6 mm, zwischen Kammer und Becher vorgesehen werden. Soll der Becher ausgewechselt werden, so bereitet es wenig oder keine Schwierigkeiten, ihn aus der Kammer auszubauen, selbst wenn sich Metallablagerungen angesammelt haben. Außerdem werden die bei bekannten Pumpen auftretenden Verschleißprobleme durch die vorstehend beschriebenen Beziehungen zwischen Becher und Kammer weitgehend beseitigt.

Die Vorrichtung weist noch weitere Merkmale auf, die ihren Betrieb erleichtern. Zum Bewegen des Bechers ist ein Antriebsorgan vorgesehen, das durch einen Schaft mit dem Becher verbunden ist. Der Schaft ist durch eine lösbare Verbindung an dem Antriebsorgan befestigt, und das Antriebsorgan ist schwenkbar montiert, so daß nach dem Lösen der Verbindungs zwischen Schaft und Antriebsorgan dieses aus dem Bereich der Kammer weggeschwenkt werden kann. Danach kann der Becher aus der Kammer ohne Behinderung durch das Antriebsorgan entfernt werden. Diese Konstruktion erleichtert erheblich das Entfernen und Auswechseln von Bechern .

Zu der Erfindung gehört auch eine Klammer, die die Kammer umgibt und sie mit dem Rest der Vorrichtung verbindet. Wenn die Kammer ausgewechselt werden soll (um die Menge des von der Vorrichtung geförderten Metalls wesentlich zu erhöhen oder zu vermindern), braucht man nur die Klammer und die zugehörige Kammer von der Vorrichtung zu entfernen und gegen eine andere Kammer mit zugehöriger Klammer auszuwechseln.

Die Erfindung umfaßt ferner ein Fallrohr, das am Gestell über der ersten Öffnung angebracht ist. Dank dieser Konstruktion muß das schmelzflüssige Metall von unterhalb der Oberfläche in die Kammer eintreten, wodurch

die Menge der auf der Oberfläche der Metallschmelze schwimmenden Verunreinigungen, die in die Kammer eintreten können, verringert wird. Um Schwierigkeiten durch in die Kammer eintretende Verunreinigungen weiter zu vermindern, kann an der ersten Öffnung ein Filter vorgesehen werden, das die Verunreinigungen abfängt und ihr Eindringen in die Kammer verhindert.

Bei der Fördervorrichtung für schmelzflüssiges Metall gemäß der Erfindung kann die zu fördernde Metallmenge leicht und verhältnismäßig genau eingestellt werden. Einzelne Becher können leicht ausgewechselt werden, und — falls notwendig — können auch Becher und Kammer als Ganzes leicht ausgewechselt werden.

An Hand der Zeichnungen wird die Erfindung näher beschrieben. Es zeigen: 15

Fig. 1: eine perspektivische Ansicht einer Fördervorrichtung für schmelzflüssiges Metall gemäß der Erfindung, be- der bestimmte Teile weggebrochen und entfernt worden sind und die Vorrichtung sich in einem Bad aus schmelzflüssigem Metall befindet;

Fig. 2: eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 3: eine der Figur 2 entsprechende Draufsicht, wobei jedoch das Antriebsergan in eine Stellung geschwenkt ist, in

der bestimmte Teile der Vorrichtung entfernt werden kön^ nen;

Fig. 4: eine Endansicht der Vorrichtung gemäß der Erfindung; 30

Fig. 5: eine Querschnittsansicht der Vorrichtung von einer Ebene

aus, die in Figur 4 durch die Linie 5—5 angegeben ist;

Fig. 6: eine Querschnittsansicht eines Teils der Vorrichtung von einer Ebene aus, die in Figur 5 durch die Linie 6—6

angegeben ist;

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-ιοί Fig· 7: eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine andere Kammerausführung;

Fig. 8: eine Querschnittsansicht der in Figur 7 dargestellten Kammerausführung von einer Ebene aus, die in Figur 7

durch die Linie 8—8 angedeutet ist; und die

Figg. 9 bis 14: schematische Darstellungen weiterer Kammerausführungen in den gleichen Ansichten wie die Figuren 7 und 8.

In Figur 1 ist eine Fördervorrichtung 10 für schmelzflüssiges Metall dargestellt. Die Vorrichtung 10 ist so angeordnet, daß ihre langen Abmessungen vertikal orientiert sind, und die Vorrichtung 10 ist in einem Badgefäß 12 angeordnet, das mit schmelzflüssigem Metall, beispielsweise geschmolzenem Aluminium, gefüllt ist. Die Vorrichtung 10 besteht aus einem Kammerbauteil 20, das eine Kammer 22 bildet, einem Becher 60, der in der Kammer 22 auf und ab bewegt werden kann, einem Antriebsorgan 80 zum Bewegen des Bechers 60, Bauteilen 130 zur Halterung des Antriebsorgans 80 und einem Gestell. 160.

Die Vorrichtung 10 ist von einer Bauart, bei der schmelzflüssiges Metall den Becher 60 füllen kann, wenn dieser sich in der Kammer 22 in seiner unteren Endstellung befindet. Wenn der Becher 60 in der Kammer 22 in seine obere Endstellung bewegt wird, kann die Metallschmelze aus dem Becher 60 und der Kammer 22 zu verschiedenen Verwendungszwecken, z. B. zur Herstellung von Gußteilen, ausfließen. Die Bauteile der Vorrichtung und ihre Funktion werden nachstehend im einzelnen beschrieben.

1. Das Kammerbauteil 20

Wie insbesondere in den Figuren 2 bis 6 dargestellt, besteht das Kammerbauteil 20 aus einem langen, an den Enden offenen Zylinder 24, dessen Innenraum eine Kammer 22 bildet. Der Zylinder 24 ist aus einem gegen Korrosion und Erosion sehr widerstandsfähigen Werkstoff wie dem in der

DE-OS beschriebenen korrosions- und erosionsbeständigen Kohle-

formkörper gefertigt. Wie in der Offenlegungsschrift näher ausgeführt, ist ein nach dem dort angegebenen Verfahren hergestellter Kohleformkörper, wie der Zylinder 24, gegen die hohe Temperatur und die korrosiven Eigenschaften geschmolzenen Aluminiums beständig.

Der Zylinder 24 weist eine erste Öffnung 26 auf, durch die schmelzflüssiges Metall aus dem Badgefäß 12 in die Kammer 22 fließen kann. Die erste Öffnung 26 hat eine langgestreckte Form und ist im allgemeinen vertikal orientiert. Der obere Teil der Öffnung 26 ist so angeordnet, daß er sich über der Oberfläche des schmelzflüssigen Metalls in dem Badgefäß 12 befindet, während sich die übrigen Teile der Öffnung 26 — wie auch andere Teile des Zylinders 24 — unterhalb der Oberfläche des schmelzflüssigen Metalls befinden. An der Außenwand des Zylinders 24 ist ein die erste Öffnung 26 überdeckendes Fallrohr 28 mit kurzem Abstand von der ersten Öffnung 26 angebracht. Im Betrieb erstreckt sich das Fallrohr 28 so weit in das geschmolzene Metall, daß nur Metall von unterhalb der Oberfläche in die Kammer 22 eintreten kann, wodurch die Menge von Verunreinigungen, die an der Oberfläche des Metalls schwimmen und in die Kammer 22 einzudringen suchen, verringert wird.

Der Zylinder 24 weist noch eine zweite Öffnung 30 auf, durch die das schmelzflüssige Metall aus der Kammer 22 ausfließen kann. Die zweite Öffnung 30 ist oberhalb der ersten Öffnung 26-angeordnet. Zur Wärme-

" isolierung des Zylinders 24 ist um sein oberes Ende ein wärmebeständiger zweiteiliger Bund 32 angebracht. Der Bund 32 nesteht am besten aus keramischen Fasern, wie Aluminosilikat-Fasern, und weist an seiner Innenfläche eine Umfangsnut 34 auf, in die ein Umfangsrand 36 des Zylinders 24 eingepaßt ist. Das Zusammenwirken von Nut 34 und Rand 36 verhindert eine Relativbewegung zwischen Zylinder 24 und Bund 32.

Der Bund 32 wird durch ein mehrteiliges Klemmrohr 38 zusammengehalten. Das Klemmrohr weist nach außen sich erstreckende Klemmleistung 40 auf, die durch Schrauben 41 zusammengehalten werden. Um den Zylinder 24 an dem Gestell 100 zu befestigen, ist das Klemmrohr 38 mit zwei Winkel-

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eisen 42 versehen, die sich von dem Klemmrohr 38 nach außen erstrecken. Die Winkeleisen 42 sind an dem Gestell 160 durch Schrauben 44 befestigt. Nach dem Lösen der Schrauben 44 kann das Kammerbauteil 20 leicht von der Vorrichtung 10 entfernt und gegen ein anderes.Kammerbauteil 20 ausgewechselt werden.

An dem Klemmrohr 38 befindet sich ferner eine sich nach außen erstrekkende Stutzenauskleidung 46 mit einem Flansch 48 an ihrem Ende. Die Stutzenauskleidung 46 ist von einem Stutzen 50 umgeben, der der Auskleidung 46 Halt verleiht. Wie aus den Figuren 5 und 6 ersichtlich, ist die Stutzenauskleidung 46 an der zweiten Öffnung 30 angeordnet, so daß die Metallschmelze aus der zweiten Öffnung 30 direkt in die Stutzenauskleidung 46 fließen kann.

2. Der Becher 60

Der Becher 60 besteht aus einem Bodenteil 62 und einer Seitenwand 64. In der Seitenwand 64 ist ein im allgemeinen vertikal orientierter Schlitz 66 eingeformt, der sich vom Boden bis an die Oberkante des Bechers 60 erstreckt. Die Breite des Schlitzes ist über seiner ganzen Länge konstant. Konzentrisch in dem Becher 60 ist ein Schaft 68 angeordnet, der sich vertikal nach oben zur Befestigung an dem Antriebsorgan 80 erstreckt. Der Schaft 68 ist an dem Bodenteil 62 mit Hilfe eines Rundbolzens 70 befestigt. Der Schaft 68 ist am oberen Ende bei 72 abgesetzt und enthält eine Öffnung 74.

Der Becher 60 ist wie der Zylinder 24 ein korrosions- und erosionsbeständiger Kohleformkörper und nach de.n in der erwähnten Offenlegungsschrift beschriebenen Verfahren hergestellt. Die Verschleißbeständigkeit des Schaftes 68 ist nicht so wichtig; er wird daher am besten aus kalt gezogenem Stahl gefertigt.

3. Das Antriebsorgan 80

Das Antriebsorgan 80 ist mit dein Becher 60 durch den Schaft 68 verbunden und bewegt den Becher 60 in dem Zylinder 24 vertikal hin und her. Das Antriebsorgan 80 besteht aus einem Pneumatikzylinder 82 mit den Deckeln 84, 86, die durch Schrauben 88 miteinander verbunden sind. Ein Schnellanschluß 90 ermöglicht die Zufuhr von Druckluft zu dem Zylinder 82 von einer (nicht dargestellten) Druckluftquelle.

Der Zylinder 82 ist auf dem Oberteil eines Rohres 92 mit Längsschlitzen 94, 96 befestigt. An dem Oberteil des Rohres 92 ist eine Platte 98 angebracht, auf der der Zylinder 82 mit Hilfe der Schrauben 100 befestigt ist. Aus dem Zylinder 82 erstreckt sich eine Kolbenstange 102 nach außen in das Rohr 92. An der Kolbenstange 102 ist ein Zwischenschaft 104 mit einer abgeschrägten Schulter 106 angebracht. Mit dem abgesetzten Teil des Zwischenschaftes 104 ist ein Führungsblock 108 durch Setzschrauben 110 verbunden. Der Führungsblock 108 weist zwei mit Abstand angeordnete Lager 112 auf, die an der Innenfläche des Rohrs 92 nahe den Befestigungsbauteilen 130 gleitet. Das Ende des Führungsblocks 108, das demjenigen gegenüberliegt, an dem der Zwischenschaft 104 angebracht ist, ist mit dem abgesetzten Teil 72 des Schaftes 68 durch die Setzschrauben 114 verbunden.

Zu dem Antriebsorgan 80 gehört auch ein Grenzschalter 116. Der Grenzschalter 116 ist an dem Rohr 92 angebracht und steht in den Schlitz 94 vor. Er ist durch Maschinenschrauben 120 an einer Außenklammer 118 befestigt. An der Innenfläche des Rohres 92 ist eine Außenklammer 122 angebracht. Eine Schraube 124 verbindet die Außen- und Innenklammer 118, 122, wodurch gewährleistet ist, daß der Grenzschalter 116 sich in der gewünschten vertikalen Stellung gegenüber dem Rohr 92 befindet. Nach dem Lösen der Schrauben 124 kann der Grenzschalter 116 vertikal in dem Schlitz 94 bewegt werden.

Der Grenzschalter 116 weist auch einen Druckstift 126 auf, der an der Kolbenstange 102 angeordnet ist. Im Betrieb berührt der Druckstift pe-

-ΜΙ riodisch die abgeschrägte Schulter 106 des Zwischenschaftes 104. Dadurch wird der Grenzschalter 116 betätigt. Durch Verbinden des Grenzschalters 116 mit dem Pneumatikzylinder 82 in bekannter Weise kann das Antriebsorgan 80 gesteuert werden. Wie aus den Figuren 1 und 5 ersichtlich, kann durch eine vertikale Verstellung des Grenzschalters 116 gegenüber dem Rohr 92 die obere Endstellung der Kolbenstange 102 in gewünschter Weise verändert werden. Da der Becher 60 durch den Schaft 68 und den Führungsblock 108 mit der Kolbenstange 102 verbunden ist, wird somit auch die obere Endstellung des Bechers 60 in der gewünschten Weise verändert.

4. Die Halterung 130 des Antriebsorgans

Die Halterung 130 des Antriebsorgans 80 besteht aus einem Rohr 132, das am Fuß des Rohres 92 befestigt ist. Die Rohre 90, 132 sind rechtwinklig zueinander angeordnet, so daß im Betrieb das Rohr 92 im allgemeinen vertikal und das Rohr 132 im allgemeinen horizontal orientiert ist.

In dem Rohr 132 ist an seiner Unterseite eine innere Führungsstange 134

angeordnet, während an der äußeren Unterseite des Rohres 132 benachbart

zu der inneren Führungsstange 134 eine äußere Führungsstange 136 angeordnet ist.

In der oberen Oberfläche des Rohres 132 ist etwa in der Mitte ein Schlitz 138 eingeformt, durch den sich eine Klemmschraube 140 nach unten erstreckt. Ein abgesetztes Endteil der Klemmschraube 140 erstreckt sich durch Öffnungen in den Stangen 134, 136. Am oberen Ende der Klemmschaube 140 ist mit Hilfe eines Bolztns 144 ein Drehgriff 142 befestigt.

Wie insbesondere in den Figuren 5 und 6 dargestellt, ist in dem Ende des Rohres 132, das dem mit dem Rohr 92 verbundenen Ende gegenüberliegt, eine Vorspannschraube 146 angeordnet, an deren Ende eine Vorspannmutter 148 aufgeschraubt ist. Die Mutter 148 wird durch eine Schraube 150, die sich durch die Führungsstangen 134, 136 erstreckt, gegenüber der Führungsstange 134 stationär gehalten. Das andere Ende der Schaube

ist drehbar in einem Kreuzstück 152 gelagert, das mittels eines Bolzens 154 an dem Rohr 132 befestigt ist. An dem Ende der Schraube 146 ist mit Hilfe eines Bolzens 158 ein Drehgriff 156 angebracht.

5. Das Gestell 160

Das Gestell 160 umfaßt zwei mit Abstand über der Oberkante des Badgefäßes 12 angeordnete Querträger 162, an denen senkrechte Platten 164, angeschweißt sind. Auf den Platten 164, 166 ist eine Montageplatte 168 aufgeschweißt. Wie in den Figuren 2 bis 6 dargestellt, sind auf der Montageplatte 168 mit Hilfe von Schrauben 174 Hitzeschilde 170, 172 befestigt. Wie insbesondere aus Figur 5 ersichtlich, trägt jeder der Schilde 170, 172 eine Isolierplatte 176, die sich oberhalb des Zylinderbauteils 20 befindet. An den Querträgern 162 ist ferner mittels Bolzen 180 ein unterer Hitzeschild 178 befestigt, der eine Isolierplatte 182 trägt, die am Mittelstück des Zylinderbauteils 20 direkt unterhalb der Platten 164, 166 angeordnet ist.

An den Platten 164, 166 sind zwei Eckbleche 184, 186 angebracht, um die Platten zu stabilisieren. Die Eckbleche 184, 186 sind auch an den Querträgern 162 befestigt.

Eine Schulterschraube 188 erstreckt sich durch eine Öffnung in der äußeren Führungsstange 136 und ist in einer Bohrung der inneren Führungsstange 134 eingeschraubt. Eine längere Schulterschraube 190 erstreckt sich durch Öffnungen in der äußeren Führungsstange 136 sowie der Montageplatte 168 und ist in einer Bohrung der inneren Führungsstange 134 eingeschraubt. Die Schraube 150 dient auch als Schwenkachse, erstreckt sich durch Öffnungen in der Platte 168 sowie den Führungsstangen 136, 134 und ist in die vorgespannte Mutter 148 eingeschraubt. Eine Klemmschaube 140 erstreckt sich durch Öffnungen in den Führungsstangen 136, 138 und ist in eine Bohrung der Montageplatte 168 eingeschraubt. Wie insbesondere aus den Figuren 2 und 3 ersichtlich, weist die Platte 168 auch eine bogenförmige Öffnung 194 auf, in der sich die Schulterschraube 190 bewegen kann.

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6. Andere Ausführungen des Kammerbauteils

In den Figuren 7 bis 14 sind einige andere Ausführungsformen des Kammerbauteils dargestellt. Die Bauteile sind nur schematisch und nicht maßstabgerecht gezeichnet. Abgesehen von den beschriebenen baulichen Änderungen sind ihre Funktion und Arbeitsweise die gleichen wie bei der zuerst beschriebenen Ausführungsform. Die nachstehend beschriebenen Kammerbauteil können als ganze Einheiten zusammen mit den bereits beschriebenen übrigen Teilen der Vorrichtung 10 verwendet werden.

Die erste alternative Ausführungsform der Erfindung ist in den Figuren und 8 dargestellt. In dem Badgefäß 12 ist ein Kammerbauteil 200 angeordnet. Das Kammerbauteil 200 hat einen erweiterten Unterteil 202 mit einer Umfangsöffnung, in der ein Filter 204 angeordnet ist. In dem Kammerbauteil 200 ist ein Becher 206 auf und ab bewegbar. Wie der Becher weist auch der Becher 206 einen vertikalen Schlitz 208 auf. Der Becher 206 wird in der bereits beschriebenen Weise einseitig gegen das Kammerbauteil 200 gedrückt, so daß der Becher 206 nur im Bereich des Schlitzes 208 nahe an das Kammerbauteil 200 herankommt.

Das Filter 204 besteht aus miteinander verbundenen Aluminiumoxid-Teilchen. Ein poröses Filtermedium dieser Art ist im Handel erhältlich.

Die in den Figuren 9 bis 14 dargestellten beiden anderen Ausführungsformen sind der in den Figuren 7 und 8 veranschaulichten Ausführungsform ähnlich. Bei der Ausführung nach den Figuren 9 und 10 ist in dem Badgefäß 12 ein Kammerbauteil 220 angeordnet, in dessen Unterteil ein Filter 222 eingesetzt ist. Das Unterteil des Filters 222 ist durch eine Kappe 224 abgeschlossen. In dem Kammerbauteil 220 ist ein Becher 226 mit einem Schlitz 228 auf und ab bewegbar. Wie bei den Bechern 60 und 206 wird auch der Becher 226 so gegen das Kammerbauteil 220 gedrückt, daß nur der Bereich des Schlitzes 228 nahe an das Kammerbauteil 220 herankommt.

Bei der in den Figuren 11 und 12 dargestellten Ausführungsform hat das Kammerbauteil 230 rechteckigen Querschnitt. Der Boden des Kammerbauteils 230 wird durch ein Filter 222 abgeschlossen. In dem Kammerbauteil 230 ist ein würfelförmiger Becher 224 mit einem Schlitz 226 angeordnet. Wie bei den anderen Ausführungsformen der Erfindung wird auch der Becher 224 einseitig gegen das Kammerbauteil 230 gedrückt, so daß nur der Schlitz 226 nahe an das Kammerbauteil 230 herankommt.

Bei der Ausführung nach den Figuren 13 und 14 ist in dem Badgefäß 12 ein Kammerbauteil 240 angeordnet. Wie das Kammerbauteil 230 hat auch das Kammerbauteil 240 rechteckigen Querschnitt. Im Boden des Kammerbauteils 240 sind zylindrische Filtereinsätze 242 angeordnet, die durch eine Kappe 244 gehalten werden. In dem Kammerbauteil 240 ist ein Becher 246 auf und ab bewegbar. Der Becher 246 weist einen vertikalen Schlitz 248 auf und wird wie die anderen Becher einseitig gegen das Kammerbauteil 240 gedrückt. Wie die anderen Filter bestehen auch die Filtereinsätze 242 aus verbundenen Aluminiumoxid-Teilchen.

Bei den in den Figuren 7 bis 14 dargestellten Ausführungsformen ist der Abstand zwischen den Bechern 206, 226, 224 und 246 und den Kammerwänden so groß, daß .die Metallschmelze zwischen Teilen der Kammerbauteile 200, 220, 230 und 240 und den jeweiligen Bechern die Becher umfließen kann. Bei einer derartigen Konstruktion braucht eine langgestreckte erste Öffnung 26 wie bei der zuerst beschriebenen Ausführungsform der Erfindung nicht vorgesehen zu werden.

7. Betrieb der Vorrichtung 10

Zum Betrieb der Vorrichtung 10 sind folgende Schritte auszuführen. Es sei angenommen, daß die Bauteile sich ursprünglich in der in Figur 1 wiedergegebenen Stellung befinden.

1. Die Klemmschraube 140 wird gelöst und die Vorspannschraube 146 im Uhrzeigersinn (aus der Sicht der Figur 4) gedreht. Durch das Zusammenwirken von Schraube 146 und Mutter 148 wird das Rohr 132 nach links

(in Figur 5) bewegt. Die Vorspannschraube wird solange verstellt, bis der Spalt zwischen der Wand der Kammer 22 und dem Becher 60 im Bereich des Schlitzes 66 etwa 0,05 bis 0,075 mm beträgt. Da eine Dichtung zwischen der Kammer 22 und dem Becher 60 nur im Bereich des Schlitzes 66 erforderlich ist, kann der Spalt zwischen dem Becher 60 und den übrigen Teilen der Kammer 22 recht groß sein, bis zu etwa 6 mm.

2. Wenn das Badgefäß zuvor mit schmelzflüssigem Metall gefüllt worden ist, fließt das geschmolzene Metall durch die Öffnung 26 in die Kammer 22. Wegen des Fallrohrs 28 fließt das Metall von unterhalb der Oberfläche in die Kammer 22, wodurch die Menge der Verunreinigungen, die mit dem Metall in die Kammer 22 eindringen, verringert wird. Schließlich ist der Becher .60 völlig gefüllt.

3. Nun wird der Pneumatikzylinder 82 betätigt, und der Becher 60 wird in seine obere Endstellung gehoben, die in Figur 5 durch strichpunktierte Linien angedeutet ist. Beim Vorbeifahren an der ersten Öffnung 26 wird überschüssiges Metall aus dem Becher 60 durch die erste Öffnung 26 in das Badgefäß 12 entleert. Bei der weiteren Aufwärtsbewegung ist der Becher 60 bis zu seiner Oberkante gefüllt.

4. Wenn der Becher 60 sich der zweiten Öffnung 30 nähert, beginnt das Metall, durch den Schlitz 66 aus der zweiten Öffnung 30 auszufließen. Die Menge Metall, die aus dem Becher 60 entleert wird, hängt von der oberen Endstellung ab, die der Becher 60 erreichen kann. Durch Lösen der Schraube 124 und vertikales Verstellen des Grenzschalters 116 kann die von dem Becher 60 erreichbare obere Endstellung leicht eingestellt werden. Da die Breite des Schlitzes 66 über der ganzen Läng konstant ist, ist die Menge des aus dem Becher 60 entleerten Metalls eine lineare Funktion der von dem Becher 60 erreichbaren vertikalen Endstellung. Dank dieser Einrichtung ist es leicht, die Menge des aus dem Becher 60 zu entleerenden Metalls genau einzustellen.

5. Nach dem Entleeren der gewünschten Metallmenge aus dem Becher 60

wird der Pneumatikzylinder 82 so betätigt, daß er den Becher 60 wieder

abwärts in das Badgefäß 12 bewegt. Schließlich erreicht er die in Figur 1 dargestellte Stellung und wird erneut mit Metall gefüllt, worauf ein neuer Arbeitstakt beginnen kann.

6. Wenn der Becher 60 aus dem Kammerbauteil 20 ausgebaut werden soll, so braucht man nur die Setzschrauben 114 zu lösen und einen Draht durch die Öffnung 74 in dem Schaft 68 zu führen, um zu verhindern, daß der Becher 60 aus der Kammer 22 herausfällt. Bei einer leichten Abwärtsbewegung des Schaftes 68 tritt dann das obere Ende des abgesetzten Teils 72 aus dem Rohr 92 heraus. Danach kann nach dem Entfernen der Klemmschraube 140 und dem Lösen der Schraube 190 das Antriebsorgan 80 in die in Figur 3 dargestellte Stellung geschwenkt werden. Nach dem Aufwärtsbewegen des Schaftes 68 kann der Becher 60 aus der Kammer 22 herausgehoben werden.

7. Wenn der Zylinder 24 oder der Zylinder 24 und der Becher 60 gegen neue Bauteile ausgewechselt werden sollen, braucht man nur die im vorstehenden Absatz beschriebenen Schritte auszuführen. Danach kann man die Schrauben 44 von der Platte 164 entfernen und nun das gesamte Zylinderbauteil und den Becher 60 herausnehmen. Ein anderes Zylinderbauteil 20 und ein anderer Becher 60 können ohne Schwierigkeiten eingesetzt und mit der Platte 164 verbunden werden. Nach dem Zurückschwenken des Antriebsorgans 80 in die in Figur 2 dargestellte Stellung und Wiederherstellung der Verbindung zwischen Führungsblock 108 und Schaft 68 ist die Vorrichtung 10 in sehr kurzer Zeit erneut einsatzbereit.

Wie aus vorstehender Beschreibung ersichtlich, ermöglicht die erfindungsgemäß vorgeschlagene Fördervorrichtung für schmelzflüssiges Metall eine leichte Einstellung der zu fördernaen Metallmenge, und verschiedene Bauteile der Vorrichtung können mit minimaler Ausfallszeit ausgewechselt werden. Darüber hinaus bietet die Erfindung wesentliche Vorteile in bezug auf einfache Bedienung und Betriebssicherheit.

Leerseite

Claims

COHAUSZ & FLORACK

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Telefon: (0211) 683346 Telex: 0858 6513 cop d

PATENTANWÄLTE:
Dipl.-Ing. W. COHAUSZ · Dipl.-Ing. R. KNAUF · Dipl.-Ing. H. B. COHAUSZ · Dipl.-Ing. D. H. WERNER

11.04.1983

Patentansprüche

1. Fördervorrichtung für schmelzflüssiges Metall zur Entnahme einer abgemessenen Menge Metall aus einem Schmelzbad, das sich in einem Badgefäß befindet, gekennzeichnet durch

a) ein Kammerbauteil (20, 200, 220, 230, 240), das im allgemeinen vertikal orientiert und in dem Badgefäß so angeordnet ist, daß ein Teil der Kammer sich unterhalb und ein anderer Teil der Kammer oberhalb des geschmolzenen Metall befindet;

b) eine erste Öffnung (26) in dem Kammerbauteil (20), durch die geschmolzenes Metall aus dem Badgefäß (12) in die Kammer (22) fließen kann;

c) eine zweite Öffnung (30) in dem Kammerbauteil (20), die oberhalb der ersten Öffnung (26) angeordnet ist und durch die geschmolzenes Metall aus der Kammer (22) ausfließen kann;

d) einen in dem Kammerbauteil (20, 200, 220, 230, 240) auf und ab bewegbaren Becher (60, 206, 226, 224, 246), der eine Seitenwand und einen Boden hat und' der sich in seiner unteren Endstellung in Höhe der ersten Öffnung (26) oder darunter und in seiner oberen Endstellung oberhalb der ersten Öffnung (26) befindet;

e) einen im allgemeinen vertikalen Schlitz (66, 208, 228, 226, 248) in der Seitenwand des Bechers (60, 206, 226, 224, 246), der sich i-^m Betrieb an der zweiten Öffnung (30) befindet, wenn der Becher

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seine obere Endstellung einnimmt, so daß das schmelzflüssige Metall aus dem Becher (60, 206, 226, 224, 246) durch die zweite Öffnung (30) ausfließen kann und die Menge des ausfließenden Metalls von der vertikalen Stellung des Bechers (60, 206, 226, 224, 246) abhängt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kammerbauteil (20, 200, 220) zylindrisch ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vertikale Schlitz (66, 208, 228, 226, 248) in der Seitenwand des Bechers (60, 206, 226, 224, 246) sich vom Boden bis zur Oberkante erstreckt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Öffnung (26) in dem Kammerbauteil (20) die Form eines vertikalen Schlitzes hat.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenwand des Kammerbauteils (20) ein die erste

Öffnung (26) überdeckendes Fallrohr (28) mit kurzem Abstand von der Öffnung (26) abgeordnet ist, das sich soweit in das schmelzflüssige Metall erstreckt, daß nur geschmolzenes Metall von unterhalb der Oberfläche in die Kammer (22) eintreten kann. 25

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (130, 146, 148), die den Becher (60, 206, 226, 224, 246) seitlich gegen die Seitenwand des Kaimrerbauteils (20, .200, 220, 230, 240) drückt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Einrichtung (130, 146, 148) erzeugte Spalt zwischen Becher (60, 206, 226, 224, 246) und Kammerwand etwa 0,05 bis 0,075 mm beträgt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Ausübung eines seitlichen Druckes auf den Becher (60) aus

— einem Antriebsorgan (80) zum Auf- und Abbewegen des Bechers (60) und

— einer mit dem Antriebsorgan (80) verbundenen Verstelleinrichtung (130, 146, 148) zum seitlichen Verstellen des Antriebsorgans (80) gegenüber dem Kammerbauteil (20) besteht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung aus einer Vorspannschraube (146) und einer Vorspannmutter (148) besteht, von denen entweder die Schraube (146). oder die Mutter (148) mit einem stationären Teil (130) der Vorrichtung (10) und das jeweils andere Element mit dem Antriebsorgan (80) verbunden ist, so daß durch eine Relativbewegung zwischen Schraube (146) und Mutter (148) das Antriebsorgan (80) und damit der Becher (60) seitlich gegenüber dem Kammerbauteil (20) bewegt werden kann.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen vertikal verstellbaren Grenzschalter (116) an dem Antriebsorgan (80) zum Einstellen der oberen Endlage des Bechers (60).

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch — Anordnung des Antriebsorgans (80) oberhalb des Bechers (60),

— Bauteile (68, 102, 104, 108) zum lösbaren Verbinden des Bechers (60) mit den Antriebsorgan und

— Bauteile (92, 150) zum seitlichen Verschwenken des Antriebsorgans (80) nach dem Lösen der Verbindung zwischen Antriebsorgan (80) und Becher (60), so daß der Becher (60) ohne Störung durch andere Bauteile der Vorrichtung (10) senkrecht aus der Kammer (22) herausgenommen werden kann.

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12. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Kammerbauteil (20) durch ein lösbares Klemmrohr (38) mit der übrigen Vorrichtung (10) verbunden ist, so daß das Kammerbauteil (20) nach dem Entfernen des Klemmrohr (38) ohne Veränderungen an den übrigen Bauteilen der Vorrichtung (10) ausgewechselt werden
kann.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmrohr (38) lösbar mit einem Gestellbauteil (164) der Vorrichtung (10) verbunden ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Öffnung des Kammerbauteils (200) ein Filter (204) zum Zurückhalten von Verunreinigungen in der Metallschmelze eingebaut ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (204) aus Äluminiumoxid-Teilchen besteht.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Teil des Zylinderbauteils (20) wäremeisolierende Hitzeschilde (170, 172) angeordnet sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Hitzeschilde (170, 172) aus Aluminosilikatfasern bestehen.