DE3420415A1

DE3420415A1 - Dosiergeraet fuer metallische schmelzen

Info

Publication number: DE3420415A1
Application number: DE19843420415
Authority: DE
Inventors: Clemens-A. Dipl.-Ing. 5600 Wuppertal Verbeek
Original assignee: VERBEEK CLEMENS A
Current assignee: VERBEEK CLEMENS A
Priority date: 1984-06-01
Filing date: 1984-06-01
Publication date: 1985-12-05
Also published as: JPS6156767A; EP0163261A2; ES543693A0; EP0163261A3; ES8703316A1

Description

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Dipl. Ing. Clemens-Α. Verbeek, Kurt-Schumacher-Straße 14-5,

5600 Wuppertal 1

Dosiergerät für metallische Schmelzen

Beschreibung :

Die Erfindung betrifft ein Dosiergerät für metallische Schmelzen, dessen ortsbewegliches, löffeiförmiges Schöpf- und Dosiergefäß auf einer Verfahrschiene mittels eines motorisch angetriebenen Fahrgestelles linear ortsbeweglich ist.
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Derartige Dosiergeräte sind in der Industrie für die Herstellung metallischer Formkörper aus erstarrenden Schmelzen weit verbreitet.

Es ist bekannt, daß man beim maschinellen Dosieren von flüssigen Metallschmelzen im allgemeinen Dosierautomaten einsetzt, die aus einer Fahrschiene mit Verfahrwerk und motorischen Antrieben, beweglichen Hub- und Funktionsstangen sowie aus einem hohlen Schöpfgefäß bestehen, mit welchem aus einem separaten Warmhaltetiegelofen bestimmte, dem Löffelvolumen entsprechende Schmelzmengen entnommen und anschließend zur weiteren Verarbeitung einer Kokillenform oder Gießmaschine automatisch zugeführt werden. Diese Verfahrensweise wird in der allgemeinen Dosiertechnik von Nichteisenmetallen eingesetzt. Der Transport der flüssigen Metallschmelze wird mit Hilfe einer horizontalen Fahrschiene mittels einer motorischen Verfahreinrichtung durchgeführt. Beim Erreichen der Gießstellung erfolgt das dosierte Abgießen durch vollständige Gefäßentleerung, das anschließend zur erneuten Schmelzaufnahme wieder in Schöpfposition zurückgefahren werden muß, um einen neuen Dosierzyklus einzuleiten.

Dabei ist es jedoch äußerst nachteilig, daß diese Geräte einen begrenzenden Starrheitsgrad aufweisen, der weder Veränderungen

in der gewollten Dosiermenge noch Veränderungen in der Dosierfolge zuläßt. Veränderte Füllbedingungen lassen sich nur durch sehr kostspielige und zeitraubende Umrüstarbeiten ermöglichen, wobei entweder das Schöpfgefäß ausgewechselt oder die gesamte Dosiereinrichtung ausgetauscht werden muß. Ferner muß nach dem Löffelwechsel auch noch die gesamte Steuerungsanlage neu eingestellt und montageseitig neu justiert werden, was wiederum einen kostspieligen Aufwand mit sich bringt. Man ist deshalb dazu übergegangen, für jeden Gießprozeß eine eigene Dosiereinrichtung vorzusehen. Das verteuert den Gießbetrieb erheblich.

Nach dem Stand der Technik werden Schaltvorgänge zum überwiegenden Teil durch Anfahren von mechanischen oder berührungslosen Endlagenschaltern ausgelöst, die an den entsprechenden Schaltpunkten installiert sind. Veränderungen sind dabei nur durch die örtliche Veränderung des jeweiligen Initiators möglich, wobei die Geräte oftmals abgeschaltet und dadurch der Produktionsbetrieb unterbrochen werden muß.

Um diesen Umstand zu beseitigen und beliebige Positionslagen und Dosiermengen einstellen zu können, ohne Montagearbeiten zu benötigen und ohne den Produktionsablauf unterbrechen zu müssen, wird bereits die Fixierung der Endlagenstellungen durch Vorgabe freier, programmäßig einstellbarer Regelwerte

vorgenommen.

Die Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe gestellt einen frei programmierbaren Dosierautomaten, der in seinen Bewegungsabläufen durch Drucktasstenvorgänge programmäßig steuerbar ist, zu schaffen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe, indem sie von einem Dosiergerät für metallische Schmelzen ausgeht, dessen ortsbewegliches Schöpf- und Dosiergefäß auf einer Verfahrschiene mittels eines motorisch angetriebenen Fahrgestelles linear ortsbeweglich ist.

Sie kennzeichnet sich dadurch, daß das Dosiergefäß sowohl horizontal drehbeweglich ist als auch neigungsbeweglich ist. Die Vorteile liegen in der freien Anwählbarkeit der Schmelzmengen mittels elektronischer Regelvorgaben, in der einfachen und kostengünstigen Bauweise, die gewollte Veränderungen hinsichtlich der Dosiermenge, auch während des Betriebes zuläßt und in der Bedienung, die es ermöglicht, mehrere Dosierstellen entweder mit gleichen oder unterschiedlichen Dosiermengen

anzufahren.
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Die Erfindung ist in den Figuren beispielhaft dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 Ständer und Verfahrschiene mit Fahrgestell, Motorgetriebe, sowie in der Nebenfigur die Lagerstellen und Kippmethodik des Schöpf- und

Dosiergefäßes.

Fig. 2 eine Anordnung gemäß Fig. 1, mit geändertem

fußseitigern Motorgetriebe, 20

Fig. 3 Ständer, Verfahrschiene und Fahrgestell mit kopfseitigem Motorgetriebe, sowie in der Nebenfigur eine Ansicht des Fahrgestelles,

Fig. 4· eine Anordnung gem. Fig. 2 mit zwei Dosierstellen und einem Tiegelofen als Schöpfstelle,

Fig. 5 die Anordnung nach Fig. 2 mit dem Fahrgestell, vor Beginn des Schöpfvorganges, für einen karusseimäßigen Dosierbetrieb und

Fig. 6 die schematische Darstellung der kreismäßigen BetriebsStellenverlagerung des Dosiergefäßes.

Einem Tiegelofen wird durch Eintauchen des löffeiförmigen Schöpf- und Dosiergefäßes 30 eine bestimmte Schmelzmenge ent-

nomraen. Das Dosiergefäß 30 ist mit einer Gießschnauze 32 versehen, über welche die flüssige Schmelze abfließen kann. Mittels einer beweglichen Hubstange 33 ist das Gefäß mit dem Verfahrgestell 20 verbunden. Die erforderliche Gießkippbewegung wird mit Hilfe einer motorisch angetriebenen Funktionsstange 34 ausgeführt. Ein zusätzlicher Motorantrieb 14- bewirkt eine horizontale Löffeldrehbewegung. Dieser ist für einen linearen Vorwärts-, Rückwärts- bzw. Rechts-/Links-Dosierbetrieb vorgesehen.
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Die Schmelzeaufnähme erfolgt durch Absenken der vertikalen Hubstange 33- Die Steuerung der Schöpftiefe wird durch Vorgabe von frei programmierbaren Regelwerteingaben vorgenommen. Dazu kann das elektrisch leitfähige Schöpfgefäß 30 und/oder ein am Gefäß angeordneter Gegenpol an eine elektrische Spannungsquelle angeschlossen und anschließend mit einer elektronischen Steueranlage verbunden sein. Der elektronischen mikroprozessorgesteuerten Einrichtung wird ein frei einstellbarer Regelwert vorgegeben. Beim Eintauchen wird ein Kontaktschluß zwischen Steuerung und Motorantrieb hergestellt, der für die Regelvorgaben maßgebend ist. Beim Erreichen des eingestellten Wertes erfolgt ein Steuerimpuls, der den Antrieb abschaltet und damit die Tauchtiefe begrenzt. Dazu wird am Motor ein inkrementaler Impulsgeber angebracht, der entsprechend den Motordrehzahlen bestimmte Impulse der elektronischen Steuerung zuleitet. Der Steuerung zugeordnet ist ein Tastatureingabefeld, in das die Regelvorgaben vorgegeben werden. Da derartige, an sich bekannte, Steuerungen Impulse mit großer Genauigkeit erfassen und in Bruchteilen von Sekunden auswerten können, lassen sich mit dieser Methodik optimale Schöpfverhalten sicherstellen. Mit dieser Arbeitsweise werden nicht nur optimale Schöpfstellungen möglich, man vermeidet auch das gefürchtete Verkleben der Drehgelenke mit den Dosiergefäßlagern 31 und Lufteinschlüsse, die in den Endprodukten zu Reklamationen führen.

Der Dosiervorgang wird von dem elektromotorisch gesteuerten Antrieb eingeleitet, der unter Berücksichtigung bestimmter

Regeleingaben eine feinstufige Abgießbewegung des Dosiergefäßes bewirkt. Die Steuerungsauslegung kann dabei rechnergestützt oder manuell oder rechnergestützt und manuell erfolgen. Eine rechnergestützte Steuerung ist besonders dann vorteilhaft, wenn eine besonders einfache Gerätehandhabung erwünscht ist. Das bedeutet, daß das Umrechnen der verschiedenen Gewichtsmengen zu den entsprechend zugeordneten Regeleingaben nun nicht mehr erforderlich ist und lediglich das Dosierendgewicht vorgegeben werden muß. Die Rechnereinheit bewirkt dann das sofortige Zuordnen von Gewichtsvorwahl zur entsprechenden Dosiermenge, wobei sie dabei gleichzeitig TemperatürSchwankungen und veränderte schöpfspezifische Gewichtsbedingungen mit berücksichtigen kann. Neben dem wirtschaftlichen Vorteil ist eine manuelle Steuerung besonders dann sinnvoll, wenn Veränderungen der Eingabedaten relativ selten durchgeführt werden müssen. Es wird also eine Steuerungslösung eingesetzt, die durch freie Programmierung bestimmter Regelwerte eine feinstufige Motorschaltung aller Antriebsaggregate ermöglicht.

Die von der Funktion her notwendigen Antriebe Gieß-, Dreh-, Hub- und Verfahrmotor können mit einem zweiten Wellenende ausgerüstet und anschließend mit inkrementalen Impulsgebern, gegebenenfalls Absolutwertgeber oder Drehimpulsgeber, versehen sein, deren Impulse einer elektronischen Steuerung zuzuführen sind. Der Steuerung wird entsprechend der gewünschten Dosiermenge, die einem bestimmten Gefäßneigungswinkel entspricht, der frei einstellbare Regelwert vorgegeben, der beim Erreichen des eingestellten Wertes den Gießvorgang unterbricht und den Antrieb zwecks schlagartiger Dosierunterbrechung auf einen bestimmten Rücklauf wert umschaltet. Es lassen sich so äußerst exakte Dosiermengen ermöglichen. Damit lassen sich dann auch unterschiedliche Schmelzmengen variabel und programmäßig einstellen, Veränderungen beliebig vornehmen und sogar mögliche Korrekturen der Dosiergenauigkeit während des Dosierbetriebes per Tastendruck durchführen.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist ein zusätzlicher Motorantrieb, der für eine horizontale Drehbewegung des Schöpfgefäßes 30 vorgesehen ist. Eine solche Drehbewegung ist besonders dann vorteilhaft, wenn mit einem Dosiervorgang zwei nebeneinander oder gegenüberliegend angeordnete Dosierstellen 40 neben der Schöpf stelle 4-1 angefahren werden sollen.

Für einen programmgesteuerten Bewegungsablauf ist es ferner zweckmäßig, daß die Antriebe für Heben, Drehen, Verfahren und Dosieren mit eigenen Impulsgebern ausgerüstet sind, deren Impulse in gleicher Weise der elektronischen Steuerung zugeleitet werden. Die Steuerung veranlaßt dann beim Erreichen der vorgegebenen Regelwerte das Anfahren und Fixieren der jeweiligen Stellungsposition. Die von der Funktion her notwendigen Dreh-, Hub-, Verfahr- und Dosierbewegungen, im besonderen bei Mehrfachdosieren im Linearverfahrbetrieb, können dadurch beliebig vorgewählt und ausgelöst werden. Somit sind die Einzelsteuerungen unabhängig von örtlichen Initiatoren.

Ein weiteres besonderes Merkmal der Erfindung ist, wie die Fig. 6 zeigt, der Einbau eines weiteren zusätzlichen Motorantriebes 50, der für eine horizontale Drehung der Verfahrschiene ausgelegt ist, um dadurch einen Mehrfachdosiervorgang im Karusselbetrieb zu ermöglichen. Auch in diesem Fall ist es zweckmäßig, den motorischen Antrieb mit eigenen Impulsgebern auszurüsten und deren Impulse in gleicher Weise einer elektronischen Steuerung zuzuführen. Die vorgegebenen Regeleingaben veranlassen dann das jeweilige Fixieren der anzufahrenden Positionsstellung. Somit ist auch diese Einzelsteuerung frei program- mierbar und unabhängig von örtlichen Initiatoren. Man kann beide Dosiervorgänge, Linear- und Karusseldosieren, miteinander gekoppelt durchführen.

Mit dem erfindungsgemäßen Dosiergerät wird, wie in den Fig. 1 bis 6 dargestellt, ein Dosierautomat mit automatischer Handhabung zum programmkonformen Schöpfen, Transportieren und Dosie

ren flüssiger Metallschmelzen ermöglicht. Seine Vorteile liegen in seiner einfachen Bauweise sowie in einer von örtlichen Initiatoren und Kontaktstäben unabhängigen Steuerung. Die erforderlichen Dosiermengen werden programmäßig, durch Eingabe entsprechender Regelwerte, vorgewählt. Er ist für einen Dosiervorgang geschaffen, der die zukünftigen Erfordernisse berücksichtigt und erfüllt. Variable Schmelzmengen, unterschiedliche Stellungspositionen und Dosierprogramme lassen sich problemlos einstellen, speichern und jederzeit wieder abrufen. Ganze Programmsysteme können eingegeben, verfahren und beliebig verändert werden, ohne daß dazu irgendwelche zusätzlichen Arbeitsvorgänge erforderlich wären. Dadurch wird ein Dosierbetrieb möglich, der sich in kürzester Zeit auf die verschiedensten Produktionsbedingungen einstellen kann. Dabei ist es gleichgültig, ob diese kundenspezifisch oder auftragsbedingt sind. Für das erfindungsgemäße Dosiergerät ist es gleichgültig, wann es welche Position wie oft mit welcher Dosiermenge anfahren soll. Es ist lediglich eine bestimmte Bewegungseingabe erforderlich, die manuell vorgegeben, anschließend den automatischen Betrieb steuert. So wird eine optimale Automation erreicht, die zu einem außerordentlichen Rationalisierungsgrad bei der maschinellen Dosierung von flüssigen Metallschmelzen führt, weil nunmehr Gießereiräume, u.a. durch die doppelten Kreisbewegungen von Fahrschiene 11 und Schöpf- Dosiergerät 30 optimal ausgenutzt werden.

Bezugsziffernverzeichnis

10 Ständer

11 Verfahrschiene

12 Motorgetriebe an 10, fußseitig

13 Motorgetriebe an 10, kopfseitig

14 Motorantrieb für Horizontalantrieb von

20 Fahrgestell an

30 Schöpf- und Dosiergefäß

31 Dosiergefäßlager

32 Gießschnauze

33 Hubstange

34 Funktionsstange

4.0 Do s ierstelle

4.1 Schöpfstelle

50 Motorgetriebe an

Claims

Patentansprüche

1. Dosiergerät für metallische Schmelzen, dessen ortsbewegliches, löffeiförmiges Schöpf- und Dosiergefäß auf einer Verfahrschiene mittels eines motorisch angetriebenen Fahrgestelles linear ortsbeweglich ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß (30) sowohl horizontal drehbeweglich als auch neigungsbeweglich ist. (Fig. 1 bis 6)

2. Dosiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ständer (10) der Verfahrschiene (11) mittels eines seitlich angeordneten Motorgetriebes (12) um einen Drehpunkt beweglich ist. (Fig. 2)

3. Dosiergerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Motorgetriebe (12) fußseitig des Stän-

ders angeordnet ist. (Fig. 1,2,4,5)

4-· Dosiergerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Motorgetriebe (13) kopfseitig des Ständers angeordnet ist. (Fig. 3)

5. Dosiergerät nach den Ansprüchen 1 bis U, dadurch gekennzeichnet, daß den Funktionen des Drehens, Hebens (Senkens), räumlichen Verfahrens und Dosierens jeweils eigene Motorantriebe mit Einzelsteuerung zugeordnet sind.

(Fig. 2)