DE3738154C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich­ tung für den raschen Austrag von geschmolzenem Metall aus dem Versorgungssystem eines Druckwarmhalteofens für die Speicherung des geschmolzenem Metalls vor der Zu­ führung in eine Druckgußmaschine, der eine offenen Vorlage besitzt und in der Lage ist, eine konstante Füllhöhe des ge­ schmolzenen Metalles in der Vorlage aufrecht zu halten.

Als Warmhalteöfen für geschmolzenes Metall zur Verwen­ dung mit Druckgußmaschinen werden im allgemeinen entwe­ der offene Warmhalteöfen, die oben gegenüber der At­ mosphäre geöffnet sind, oder Druckwarmhalteöfen, deren Inneres abgeschlossen ist, verwendet. Von diesen übli­ chen Warmhalteöfen besitzt der erste die Vorzüge des einfachen Aufbaues und der bequemen Wartung, was jedoch verbunden ist mit dem Nachteil einer unbestimmten Be­ schickungsmenge des geschmolzenen Metalles infolge des Absinkens der Füllhöhe während der Beschickungs­ zeit, während der zweite mit den Nachteilen eines kom­ plizierten Aufbaues und schlechterer Wartung behaftet ist, jedoch den Vorteil einer festen Beschickungsmenge des geschmolzenen Metalles besitzt.

In der Druckgußtechnik ist es erforderlich, die Be­ schickungsmenge des geschmolzenen Metalles konstant zu halten, um die Qualität der Gußteile und die Funk­ tionstüchtigkeit des Betriebes zu verbessern. Demzu­ folge wird üblicherweise der Druckwarmhalteofen trotz seiner oben beschriebenen Nachteile benutzt. Im Hin­ blick darauf ist ein solcher Warmhalteofen entwickelt worden, der eine Vorlage für das geschmolzene Metall aufweist, die gegenüber der Atmosphäre geöffnet ist und nicht die Notwendigkeit einer vollständigen Abdich­ tung des Ofens besitzt, die zur Lösung der vorstehend beschriebenen Probleme des Druckofens nötig ist.

Ein solcher Druckwarmhalteofen mit einer offenen Vorla­ ge ist in Abbildung 2 wiedergegeben, wobei der Warm­ halteofen (10) in eine geschlossene Druckkammer (12) und eine offenen Vorlage (14) unterteilt ist. Die Vor­ lage (14) ist an ihrer unteren Seitenwand mit einem Saugrohr (18) verbunden, das das Versorgungssystem (16) für das geschmolzene Metall (M) bildet. Das Saug­ rohr (18) ist als Zwangszuführung mit einer elektro­ magnetischen Pumpe (20) versehen und ist mit der Druck­ gußmaschine durch die Zuführsteigleitung (22) verbun­ den. Die Druckkammer (12) weist in ihrem oberen Ab­ schnitt ein Zuführ-/Entleerungssystem (31) auf, das mit einer Druckgasquelle (26) durch ein Einlaßventil (28) und mit der Atmosphäre durch eine Auslaßventil (30) verbunden ist. Die Vorlage (14) weist in ihrem inneren einen Füllstandsfühler (33) auf, der den Füll­ stand (La) des geschmolzenen Metalles mißt, wie auch einen Verschlußstopfen (34) und dessen Stellmechanik (32) für das bedarfsmäßige Schließen und Öffnen des Einlasses (18a) des Saugrohres (18). Das Einlaßventil (28) und das Auslaßventil (30) werden durch Antriebe (28a) bzw. (30a) betätigt, die mit der Ventilsteuerung (36), die Meßwerte von dem Füllstandsfühler (33) em­ pfängt und Steuersignale für die Öffnungs- und Schließ­ funktion beider Ventile erzeugt, verbunden sind.

Wenn bei der oben beschriebenen Ausführung das ge­ schmolzene Metall (M) mit Hilfe der elektromechanischen Pumpe (20) zu der Druckgußmaschine (24) zugeführt wird, wird die Füllhöhe in der Vorlage (14) bestrebt sein, unter den vorgegebenen Füllstand (La) zu sinken, was jedoch durch den Füllstandsfühler (33) erfaßt wird, der der Ventilsteuerung (36) ermöglicht, das Einlaß­ ventil (28) zu öffnen und dadurch das Druckgas aus der Druckgasquelle (26) in die Druckkammer (12) ein­ strömen zu lassen. Infolge dessen sinkt der Füllstand in der Vorlage (14) nicht, sondern bleibt konstant auf dem vorgebenen Füllstand (La), während der Füllstand (Lb) in der Druckkammer (12) während der Zuführung des geschmolzenen Metalles (M), dargestellt durch einen Pfeil, sinkt. Wenn geschmolzenes Metall (M) in die Druckkammer (12) durch eine Ergänzungsleitung (nicht dargestellt) nachgeführt wird, wird ein Anteil des geschmolzenen Metalls bestrebt sein, in die Vorlage (14) zu fließen und dabei den Füllstand (La) anzuhe­ ben. Auch in diesem Fall nimmt der Füllstandsfühler (33) diese Entwicklung auf und ermöglicht, daß das Auslaßventil (30) öffnet um den Druck in der Druckkam­ mer (12) zu senken. Somit steigt der Füllstand in der Vorlage (14) nicht an sondern bleibt bei dem vor­ gegebenen Füllstand (La), wohingegen der Füllstand (Lb) in der Druckkammer (12) ansteigt, um so das ge­ schmolzene Metall in der Vorlage (14) auf dem festge­ setzten Füllstand (La) zu halten. Auf diese Weise wird die Saughöhe des geschmolzenen Metalles (M) bezüglich der elektromagnetischen Pumpe (20) stetig konstant gehalten, wodurch auch die Menge des geschmolzenen Metalles stets konstant bleibt, die mit Hilfe der elek­ tromagnetischen Pumpe (20) der Druckgußmaschine (24) zugeführt wird.

Verglichen mit einem üblichen, hermetischen Warmhalte­ ofen kann ein oben beschriebener Druckofen eine übliche Konstruktion aufweisen, ausgerüstet mit einer sogenann­ ten Mengensteuerung zur Beschickung der Druckgußmaschi­ ne mit einer konstanten Menge des geschmolzenen Metal­ les. Auf diese Weise können die Nachteile von hermeti­ schen Warmhalteöfen vermieden werden.

In Warmhalteöfen für Schmelzmetallzuführung ist jedoch zur Wartung das Entfernen der elektromagnetischen Pumpe oder das Ablassen des geschmolzenen Metalles aus dem Versorgungssystem erforderlich. Ferner sollte, in Not­ fällen, zumindest das Versorgungssystem von dem Warm­ halteofen abgetrennt werden, während das geschmolzene Metall rasch aus dem Versorgungssystem abgelassen wer­ den sollte. Zu diesem Zweck weist der Druckwarmhalte­ ofen gem. Abbildung 2 einen Verschlußstopfen (34) zum Verschließen des Einlasses (18a) auf. Im Notfall wird Einlaß (18a) mit dem Verschlußstopfen (34) mittels der Stellmechanik (32) verschlossen, während das Aus­ laßventil (30) durch die Ventilsteuerung (36) geöffnet wird, um den Druck aus der Druckkammer (12) abzulassen. In diesem Fall sinkt der Füllstand (La) in der Vorlage (14), während der Füllstand (Lb) in der Druckkammer (12) ansteigt, wodurch ein ausgeglichener Füllstand (Lc) erzielt wird.

In Warmhalteöfen dieser Ausführung bleibt jedoch zumin­ dest die Menge an geschmolzenem Metall (M) in dem Ver­ sorgungssystem (16), die der Füllhöhe (Lc) entspricht, selbst wenn das Versorgungssystem von dem Warmhalteofen (10) abgetrennt wird. Infolgedessen kann im Notfall des Ausfließens von geschmolzenem Metall in der Nähe der elektromagnetischen Pumpe (20) das Ausfließen von geschmolzenem Metall nicht sofort verhindert werden, während das Entfernen der elektromagnetischen Pumpe (20) zu deren Wartung zu dem gefährlichen Ausfließen des verbliebenen geschmolzenen Metalles führt. In die­ sen Fällen kann das heiße geschmolzene Metall Schäden für den Betrieb und die Umwelt verursachen. Um diese Gefahren zu vermeiden, sollte das verbliebene heiße geschmolzene Metall (M) aus dem Warmhalteöfen (10) herausgeschöpft werden, was beträchtliche Zeit benötigt und Kosten verursacht.

Die Wartung des Versorgungssystems (16) des Ofens be­ darf wie oben beschrieben beträchtlicher Zeit und Auf­ wendungen für gefährliche Arbeit und kann in Notfäl­ len nicht ordnungsgemäß erledigt werden. Der Verschlußstopfen und seine Stelleinrichtung sind unver­ meidlich für das Saugrohr, was zu dem komplizierten Aufbau des Ofens führt.

Demgemäß ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur raschen Entfernung von geschmolzenem Metall aus dem Versorgungssystem eines Druckwarmhalte­ ofens bereit zu stellen, das die genannten Probleme durch Nutzung der Eigenschaften des Druckwarmhalteofens mit Füllstandregelung des geschmolzenen Metalles löst und das das rasche und vollständige Entfernen des ge­ schmolzenen Metalles aus dem Versorgungssystem in Not­ fällen gestattet.

Um dieses Ziel zu erreichen sieht die Erfindung ein Verfahren vor zum raschen Entfernen von geschmolzenem Metall aus dem Versorgungssystems eines Druckwarmhalte­ ofens, der eine seitlich einer Druckkammer vorgesehene offene Vorlage mit einem Saugrohr einer Abzugspumpe aufweist, wobei die Druckkammer ein Einlaßventil und ein Auslaßventil für ein Druckgas besitzt, mit dem die Druckkammer zur Aufrechterhaltung eines konstanten Füllstandes des geschmolzenen Metalles in der Vorlage zur Aufrechterhaltung einer konstanten Saughöhe der Abzugspumpe unter Überdruck gesetzt wird, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Saugrohr auf einem höheren Niveau angeordnet wird als derjenige abgesenkte Füllstand des geschmolzenen Metalles in der Vorlage, der sich ergibt, wenn der Druck in der Druckkammer abgelassen wird, wobei das Saugrohr auf dem tiefsten Niveau des Versorgungs­ systems einschließlich der Abzugspumpe angeordnet ist, und daß das Auslaßventil der Druckkammer geöffnet wird, wenn das geschmolzene Metall aus dem Versorgungssystem entfernt werden soll, zur Ermöglichung des Rückflusses des geschmolzenen Metalles in die Druckkammer und der dadurch raschen Absenkung des Metallfüllstandes in der Vorlage bis unterhalb des Saugrohres zum Ablassen des geschmol­ zenen Metalles aus dem Versorgungssystem in den Warm­ halteofen.

Eine entsprechende Vorrichtung weist die in Anspruch 2 angegebenen Merkmale auf.

Wenn das Auslaßventil geöffnet wurde, um den Füllstand des geschmolzenen Metalles in der Vorlage abzusenken, liegt der Einlaß des Saugrohres oberhalb des abgesenk­ ten Füllstandes, während das Versorgungssystem oberhalb des Einlasses liegt, so daß das gesamte geschmolzene Metall in dem Versorgungssystem rasch und sicher durch sein eigenes Gewicht in den Warmhalteofen entleert wird. Auf diese Weise kann die Wartung des Versorgungs­ systems und ein Eingreifen im Notfall rasch und zweck­ mäßig erfolgen.

Ferner kann die Anordnung des Einlasses oben in der Vorlage für das geschmolzene Metall, verglichen mit der üblichen Anordnung gem. Stand der Technik unten in der Vorlage, die Saughöhe des geschmolzenen Metal­ les bezüglich der elektromagnetischen Pumpe verringern, was eine leicht erhöhte Leistung für den Betrieb der - elektromagnetischen Pumpe zur Folge hat, dies wirft jedoch keine Schwierigkeiten für den grundsätzlichen Gegenstand der Mengenregelung der elektromagnetischen Pumpe auf.

Abb. 1 ist ein Querschnitt durch eine Ausfüh­ rungsform eines Druckwarmhalteofens und des Versor­ gungssystems für geschmolzenes Metall zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; Abb. 2 ist ein Querschnitt eines üblichen Druckwarmhalteofens und seines Versorgungssystems für geschmolzenes Metall gem. dem üblichen Verfahren. Im folgenden wird die Erfindung zum besseren Verständnis detailliert beschrie­ ben, wobei auf die Zeichnungen bezuggenommen wird, in denen die gleichen Teile mit den gleichen Bezugszei­ chen versehen sind.

Abb. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungs­ gemäßen Verfahrens zur raschen Entleerung, die gemein­ sam mit dem Verfahren beschrieben wird.

Der Druckwarmhalteofen (10) für geschmolzenes Metall umfaßt die geschlossene Druckkammer (12) und die offene Vorlage (14), die seitlich der Druckkammer (12) ange­ ordnet ist. Die Vorlage (14) besitzt an der oberen Seitenwand das Saugrohr (18), das das Versorgungssystem (16) für das geschmolzene Metall (M) bildet. Das Saug­ rohr (13) weist die elektromagnetische Pumpe (20) zur Zwangszuführung auf und ist mit der Druckgußmaschine (24) durch die Zuführsteigleitung (22) verbunden. Die Druckkammer (12) ist im oberen Teil mit dem Zuführ-/ Entleerungssystem (31) verbunden, das mit der Druckgasquelle (26) durch das Einlaßventil (28) und mit der Atmosphäre durch das Auslaßventil (30) verbunden ist. Die Vorlage (14) weist in ihrem inneren den Füll­ standsfühler (33) zum Erfassen des vorgegebenen Füllstandes (La) des geschmolzenen Metalles auf. Der Füllstandsfühler (33) bildet aus dem Meßwert ein Steu­ ersignal für die Ventilsteuerung (36) zur Betätigung der Antriebe (28a und 30a), wodurch das Auslaßventil (30) bzw. das Einlaßventil (28) geöffnet bzw. geschlos­ sen werden. Die Ventilsteuerung (36) besitzt für den Gebrauch im Notfall eine Auslaßventilsteuerung (36a).

Die Lage des Saugrohres (18) an der oberen Seitenwand der Vorlage (14) ist auf einem höheren Niveau angeord­ net als der Füllstand (Lc) des geschmolzenen Metalls in der Vorlage (14) der abgesenkt wird, wenn der Druck aus der Druckkammer (12) abgelassen wird. Ferner wird die Ablaßkapazität des Auslaßventiles (30) so bemes­ sen, daß ein rasches Ablassen des Druckes aus der Druckkammer (12) ermöglicht wird.

Erfindungsgemäß wird der Ort des Saugrohres von der unteren Position gem. dem Stand der Technik zu der oberen Position in der Vorlage des Druck­ warmhalteofens verlegt und dadurch der Verschlußstopfen (34) in der Vorlage und dessen Stellmechanik (32) vermieden.

Die Zuführung des geschmolzenen Metalles zu dem erfin­ dungsgemäßen Druckwarmhalteofen kann in gleicher Weise wie bei dem üblichen Warmhalteofen gem. Abb. 2 durchgeführt werden. D.h., während der Zuführung des geschmolzenen Metalles (M) zu der Druckgußmaschine (24) mit Hilfe der elektromagnetischen Pumpe (20) wird Druckgas durch das Einlaßventil (28) in die Druckkammer (12) eingelassen und dadurch der konstante Füllstand (La) in der Vorlage (14) aufrechterhalten bei Absenkung des Füllstandes (Lb) in der Druckkammer (12). Während der Zuführung des geschmolzenen Metalles (M) in die Druckkammer (12) wird andererseits das Druckgas durch das Auslaßventil (30) aus der Druckkammer (12) abgelas­ sen und dadurch der konstante Füllstand (La) in der Vorlage (14) beibehalten bei Anstieg des Füllstandes (Lb) in der Druckkammer (12).

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren zur raschen Entleerung beschrieben. Für die Wartung des Versorgungssystemes (16) oder in Notfällen wird die Auslaßventilsteuerung (36a) betätigt, wodurch das Aus­ laßventil mittels Ventilsteuerung (36) und Auslaßven­ tilantrieb (30a) zum Zwecke des raschen Ablassens des Druckes aus der Druckkammer (12) und zum Ausgleich der beiden Füllstände in der Druckkammer (12) und in der Vorlage (14) auf den Füllstand (Lc) vollständig geöffnet wird. Unter dieser Gleichgewichtsbedingung liegt der Einlaß (18a) oberhalb des ausgeglichenen Füllstandes (Lc) und das Versorgungssystem (16) liegt aufwärts gerichtet oberhalb des Einlasses (18a), so daß das geschmolzene Metall (M) im Versorgungssystem (16) durch das eigene Gewicht rasch und sicher in die Vorlage (14) entleert wird. Dadurch kann die elektro­ magnetische Pumpe (20) sicher und ohne jede Behinderung durch das heiße geschmolzene Metall (M) entfernt wer­ den, während ein Ausfließen aus dem Versorgungssystem (16) im Falle einer Undichtigkeit sicher und sofort verhindert werden kann.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur raschen Ent­ leerung ermöglicht der einfache Eingriff des Druck­ ablassens aus der Druckkammer (12), daß das geschmol­ zene Metall aus dem Versorgungssystem (16) durch das eigene Gewicht sicher und rasch in die Vorlage entleert wird. Es braucht ferner das Versorgungssystem (16) nicht von dem Warmhalteofen (10) getrennt zu werden, so daß die Stellmechanik (32) und dem Verschlußstopfen (34) mit ihrem komplizierten Mechanismus entfernt wer­ den können.

Wie oben beschrieben gestattet das erfindungsgemäße Verfahren die Entleerung des geschmolzenen Metalles aus dem Versorgungssystem auf den abgesenkten Füllstand des geschmolzenen Metalles durch sein eigenes Gewicht dadurch, daß das Saugrohr des Versorgungssystems ober­ halb des abgesenkten Füllstandes in der Vorlage liegt, wenn der Druck aus der Druckkammer abgelassen wird. Dadurch kann durch den einfachen Eingriff des Druckab­ lasses in der Druckkammer das gesamte geschmolzene Metall rasch und vollständig in die Vorlage entleert werden, was zu einer raschen und sicheren Wartung des Versor­ gungssystems und zum leichten Eingreifen im Notfall führt. Ferner können der Verschlußstopfen des Saugrohres und dessen Betriebseinrichtungen entfernt werden, was zu dem ein­ fachen Aufbau des Druckwarmhalteofens führt.

Claims (2)

1. Verfahren zum raschen Entfernen von geschmolzenem Metall aus dem Versorgungssystem (16) eines Druckwarm­ halteofens (10), der eine seitlich einer Druckkammer (12) vorgesehene offenen Vorlage (14) mit einem Saug­ rohr (18) einer Abzugspumpe (20) aufweist, wobei die Druckkammer (12) ein Einlaßventil (28) und ein Auslaß­ ventil (30) für ein Druckgas besitzt, mit dem die Druckkammer (12) zur Aufrechterhaltung eines konstanten Füllstandes (La) des geschmolzenen Metalles in der Vorlage (14) zur Aufrechterhaltung einer konstanten Saughöhe der Abzugspumpe (20) unter Überdruck gesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugrohr (18) auf einem höheren Niveau ange­ ordnet wird als derjenige abgesenkte Füllstand (Lc) des geschmolzenen Metalles in der Vorlage (14), der sich ergibt, wenn der Druck in der Druckkammer (12) abgelassen wird, wobei das Saugrohr (18) auf dem tief­ sten Niveau des Versorgungssystems (16) einschließlich der Abzugspumpe (20) angeordnet ist, und daß das Aus­ laßventil (30) der Druckkammer (12) geöffnet wird, wenn das geschmolzene Metall aus dem Versorgungssystem (16) entfernt werden soll, zur Ermöglichung des Rückflusses des geschmolzenen Metalles in die Druckkammer (12) und der dadurch raschen Absenkung des Metallfüllstandes in der Vorlage (14) bis unterhalb des Saugrohres (18) zum Ablassen des geschmolzenen Metalles aus dem Versor­ gungssystem (16) in den Warmhalteofen (10).

2. Vorrichtung zum raschen Entfernen von geschmolzenem Metall aus dem Versorgungssystem (16) eines Druck­ warmhalteofens (10), der eine seitlich einer Druck­ kammer (12) vorgesehene offene Vorlage (14) mit einem Saugrohr (18) einer Abzugspumpe (20) aufweist, wobei die Druckkammer (12) ein Einlaßventil (28) und ein Auslaßventil (30) für ein Druckgas besitzt, mit dem die Druckkammer (12) zur Aufrechterhaltung eines konstanten Füllstandes (La) des geschmolzenen Metalles in der Vorlage (14), zur Aufrechterhaltung einer konstanten Saughöhe der Abzugspumpe (20) unter Überdruck gesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugrohr (18) auf einem höheren Niveau ange­ ordnet ist als derjenige abgesenkte Füllstand (Lc) des geschmolzenen Metalles in der Vorlage (14), der sich ergibt, wenn der Druck in der Druckkammer (12) abgelassen wird, jedoch auf einem niedrigeren Niveau als der Füllstand (La) des geschmolzenen Metalls in der Vorlage (14) bei unter Überdruck gesetzter Druckkammer, wobei das Saugrohr (18) auf dem tiefsten Niveau des Versorgungssystems (16) einschließlich der Abzugspumpe (20) angeordnet ist.