DE3924775C1

DE3924775C1 -

Info

Publication number: DE3924775C1
Application number: DE3924775A
Authority: DE
Inventors: Goerg 8500 Nuernberg De Bilz; Hans 8540 Schwabach De Laemmermann; Alfred 8501 Rosstal De Dobner; Klaus Dipl.-Ing. Sterner; Klaus 8500 Nuernberg De Riess
Original assignee: Alcan Deutschland GmbH
Current assignee: Novelis Deutschland GmbH
Priority date: 1989-07-26
Filing date: 1989-07-26
Publication date: 1990-03-29
Anticipated expiration: 2009-07-27
Also published as: WO1991001833A1; BR9007556A; EP0483191A1; CA2053922A1; PT94821A; KR920700811A; EP0483191B1; DD295571A5; MY106433A; DK0483191T3; JPH04506934A; ES2040600T3; ATE89773T1; AU6043590A; DE59001574D1

Abstract

The invention relates to a device and a process for controlling and regulating the mould filling rate and casting pressure of a low-pressure chill casting machine, preferably for casting aluminium. The furnace chamber containing the molten casting material can be hermetically sealed and communicates with the mould via a rising pipe connected to the mould. Gas pressure built up in a pressurized gasline forces the casting material from the furnace chamber into the mould. A contact probe (13) can be inserted to varying depths in a probe chamber (10) which extends downward into the furnace chamber (7) and which is open at its lower end (8) to admit the casting material. When contact is made, the contact probe sends a signal to a device (37) for controlling the flow of pressurized gas to the furnace chamber (7). When contact is made, the contact probe can be moved in the probe chamber (10) to a height which is not reached by the molten casting material during the casting process. In addition, a measurement device (36) for measuring the gas pressure in the furnace chamber (7) transmits the measured pressure in the form of a signal to the device (37) for controlling the flow of pressurized gas.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern und Regeln der Formfüllgeschwindigkeit und des Gießdruckes einer Niederdruckkokillengießmaschine, vorzugsweise für den Aluminiumguß, deren hermetisch abschließbarer, das flüssige Gießmaterial aufnehmender Ofenraum oder Behälter mit der Kokille über ein zu dieser führendes Steigrohr verbunden werden kann, über welches das Gießmaterial mittels in dem Ofenraum oder Behälter über eine Druckgaszuleitung aufgebauten Gasdruck in die Kokille gedrückt wird, wobei mindestens eine Kontaktsonde in einem in den Ofenraum oder Behälter von oben hineinragenden und an seinem unteren Ende für den Eintritt des Gießmaterials offenen Sondenraum in ihrer Höhenlage veränderbar angeordnet ist, die bei Kontakteintritt mit dem durch den Gasdruck im Sondendruck hochsteigenden Gießmaterial ein Signal an eine Einrichtung zur Steuerung des Druckgaszustromes zum Ofenraum gibt.The invention relates to an apparatus and a method for controlling and regulating the mold filling speed and the Casting pressure of a low-pressure die casting machine, preferably for cast aluminum, their hermetic lockable, the liquid casting material Oven chamber or container with the mold over one to this leading riser pipe can be connected, via which the casting material by means of in the furnace space or container via a compressed gas supply line built up gas pressure in the Mold is pressed, with at least one contact probe in one in the oven room or container from above protruding and at its lower end for entry of the casting material open probe space at its height is arranged to be changeable when contacting the rising due to the gas pressure in the probe pressure Casting material sends a signal to a control device of the compressed gas inflow to the furnace chamber.

Eine derartige Steuervorrichtung unter Verwendung mindestens einer Kontaktsonde ist bereits bekannt (DE-AS 28 08 588). Bei dieser bekannten Vorrichtung wird eine ebenfalls in ihrer Höhenstellung verfahrbare Kontaktsonde dazu verwendet, den Gasdruck im Ofenraum über den gesamten Gießzyklus zu steuern und zu regeln. Die Kontaktsonde besitzt dort zwei Abtastnadeln mit in unterschiedlicher Höhe befindlichen Tastspitzen. Der Druckgaszustrom zum Ofenraum bzw. Behälter des Gießmaterials wird dabei so geregelt, daß der Niveauspiegel des Gießmaterials in dem im Steigrohr integrierten Sondenraum zwischen der unteren und der oberen Tastspitze der Kontaktsonde gehalten wird, wobei die Sonde in ihrer Höhenlage entsprechend dem gewünschten Gasdruck im Ofenraum bzw. Behälter eingestellt wird.Using such a control device at least one contact probe is already known (DE-AS 28 08 588). In this known device one that can also be moved in its height position Contact probe used to check the gas pressure in the furnace chamber to control and regulate the entire casting cycle. The The contact probe has two scanning needles with in at different heights. The Compressed gas flow to the furnace chamber or container of the Casting material is regulated so that the Level level of the casting material in the in the riser integrated probe space between the lower and the top probe tip of the contact probe is held, whereby the probe in its altitude according to the desired Gas pressure in the furnace chamber or container is set.

Diese bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, daß die Tastspitzen der Kontaktsonde während jedes Gießvorganges mehrfach oder sogar ständig mit dem flüssigen Gießmaterial in Kontakt stehen bzw. in dieses eintauchen, wodurch die Kontaktsonde wegen Anhaftung von Resten und Oxiden des Gießmaterials oder durch Anlösung durch das Gießmaterial rasch seine Funktionsgenauigkeit verliert. Außerdem besteht für den Sondenraum durch die zyklisch in ihm auf- und absteigende Schmelze die Gefahr des Zuwachsens durch auskristallisierende Schmelze des Gießmaterials, so daß dieser Raum ebenso wie das Steigrohr stark beheizt und durch regelmäßiges Ausputzen funktionsfähig gehalten werden muß.This known device has the disadvantage that the Touch tips of the contact probe during each casting process several times or even continuously with the liquid casting material are in contact with or immersed in this, whereby the Contact probe for adherence of residues and oxides of the Casting material or by dissolving through the casting material quickly loses its functional accuracy. Furthermore exists for the probe space through the cyclical in it ascending and descending melt the risk of overgrowth by crystallizing melt of the casting material, so that this room, like the riser, is strongly heated and kept functional by regular cleaning must become.

Es sind auch Vorrichtungen zur Regelung des Gießdruckes bei Niederdruckkokillengießmaschinen bekannt (DE-AS 23 31 956), bei welchen der Gasdruck im Ofenraum bzw. im Behälter für das flüssige Gießmaterial rechnergesteuert entsprechend einer vorgegebenen Druck/Zeitkurve eingestellt und geregelt wird. Das Druckgas wird dort durch zwei Druckgaszuleitungen mit unterschiedlichem Strömungsquerschnitt zugeführt. Dabei sind mehrere Kontaktsonden vorgesehen, die unbeweglich über den Weg der Steighöhe des Gießmaterials angeordnet sind und über komplizierte pneumatische Regelorgane das teilweise oder gänzliche Öffnen und Schließen der beiden Druckgaszuleitungen bewirken und so einen in weiten Grenzen regelbaren Gasdruck entsprechend den Steuervorgaben gewährleisten. Diese Kontaktsonden tauchen bei jedem Gießzyklus erneut in das bis zu ihnen oder über sie hinaus hochgedrückte flüssige Gießmaterial ein, so daß sie mit dem gleichen Nachteil wie die Sonde bei der erstgenannten bekannten Vorrichtung behaftet sind.There are also devices for regulating the casting pressure known in low pressure die casting machines (DE-AS 23 31 956), in which the gas pressure in the furnace chamber or in the container for the liquid casting material computer controlled according to a given Pressure / time curve is set and regulated. The Compressed gas is there with two compressed gas supply lines different flow cross-section supplied. Here several contact probes are provided that are immobile arranged over the path of the rising height of the casting material are and via complicated pneumatic control elements partial or total opening and closing of the two Pressurized gas supply lines and thus a wide Adjustable gas pressure according to the limits Ensure tax requirements. These contact probes dive with each pouring cycle again in that up to them or over they push up liquid casting material, so that it with the same disadvantage as the probe in the first known device are afflicted.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung und bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung die Funktionsfähigkeit der Kontaktsonde über eine große Anzahl von Gießzyklen unverändert aufrechtzuerhalten und damit Störungen bei der Regelung des Gießdruckes auszuschalten, sowie die Regelung der durch die Sonde eingeleiteten Druckgaszufuhr konstruktiv möglichst einfach und betriebssicher zu gestalten. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Kontaktsonde bei Kontakteintritt mit dem durch den Gasdruck im Sondenraum hochsteigenden Gießmaterial, bei welchem sie ein Signal an eine Einrichtung zur Regelung des Druckgaszustromes zum Ofenraum oder Behälter gibt, in dem sie aufnehmenden Sondenraum in eine solch höhere Lage bewegbar ist, die während des Gießvorganges von dem Niveau des Gießmaterials nicht erreicht wird, und daß eine Meßeinrichtung für die Messung des im oberen Bereich des Ofenraumes oder Behälters für das Gießmaterial gegebenen Gasdruckes vorgesehen ist, die den gemessenen Gasdruck in Form eines Signals an die Einrichtung zur Steuerung des Druckgasstromes weitergibt. Die Kontaktsonde tritt also während eines Gießzyklusses nur einmal in Funktion, wobei sie der Einrichtung zur Steuerung des Druckgaszustromes den Kontakteintritt anzeigt, wodurch der Ablauf der weiteren Steuerung und Regelung des Gasdruckes im Ofenraum oder Behälter im Zeitablauf nach einem vorgegebenen Programm eingeleitet werden kann. Dabei kann der in diesem Augenblick von der Meßeinrichtung im Ofenraum oder Behälter gemessene Gasdruck als Referenzdruck für den weiteren Steuerungsablauf verwendet werden. Für die weitere Regelung des Gasdruckes im Ofenraum kann mit der vorgesehenen Druckmeßeinrichtung der im Ofenraum oder Behälter gegebene Gasdruck laufend erneut gemessen und nach Maßgabe der jeweils gemessenen Istdrücke sowie der von der Steuerung vorgegebenen Solldrücke der Druckgaszustrom zum Ofenraum oder Behälter geregelt werden.The invention is therefore based on the object Device and in a method of the aforementioned Genus the functionality of the contact probe over a maintain a large number of casting cycles unchanged and thus malfunctions in the control of the casting pressure turn off, as well as the regulation of by the probe introduced compressed gas supply as simple as possible and make it reliable. This is according to the invention achieved in that the contact probe when contact occurs with the rising due to the gas pressure in the probe space Casting material, in which they send a signal to a Device for regulating the pressure gas inflow to Furnace space or container in which they are accommodated Probe space is movable to such a higher position that during the casting process from the level of the casting material is not achieved, and that a measuring device for the Measurement of in the upper area of the furnace space or Container for the casting material given gas pressure is provided, the measured gas pressure in the form of a Signal to the device for controlling the Pressurized gas flow passes on. The contact probe therefore occurs only functions once during a casting cycle, whereby the device for controlling the pressure gas inflow indicates the contact entry, whereby the expiry of the further control and regulation of the gas pressure in the furnace chamber or containers over time according to a predetermined one Program can be initiated. The can in this Moment from the measuring device in the furnace room or Gas pressure measured as a reference pressure for the tank further control sequence can be used. For the further regulation of the gas pressure in the furnace chamber can be done with the provided pressure measuring device in the furnace or The given gas pressure is continuously measured again and in accordance with the respectively measured actual pressures and the target pressures specified by the control Compressed gas flow to the furnace chamber or container can be regulated.

Der bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung und diesem Verfahren nur einmal während eines ganzen Gießzyklusses gegebene kurze Kontakt zwischen der Kontaktsonde und dem im Sondenraum hochgedrückten Gießmaterial gewährleistet, daß die Kontaktsonde weitgehend geschont und von einer Verkrustung durch Gießmaterial freigehalten wird.The in the device according to the invention and this Process only once during an entire casting cycle given short contact between the contact probe and the cast material pushed up in the probe chamber, that the contact probe is largely spared and by one Encrustation is kept free by casting material.

Die Kontaktsonde kann in eine solche Höhenlage im Sondenraum einstellbar sein, daß ihre Abtastspitze etwa in Höhe der mit der Kokille verbindbaren Austrittsöffnung des Steigrohres liegt. Diese Höhenlage entspricht etwa dem Gießmaterialspiegel kurz vor Beginn der Formfüllung, also einem Niveau, das sich geringfügig unterhalb des Formhohlraumes befindet.The contact probe can reach such an altitude Probe space can be adjustable so that its scanning tip approximately in Height of the outlet opening of the Riser pipe. This altitude corresponds approximately to that Casting material level shortly before mold filling begins, so a level that is slightly below the Mold cavity is located.

Zweckmäßig ist der Sondenraum mit Ausnahme seiner unteren Öffnung für den Eintritt des Gießmaterials hermetisch abschließbar, so daß oberhalb des in diesem Raum hochsteigenden Gießmaterials ein Gasdruck aufgebaut werden kann, der ein Hochsteigen des Gießmaterials bis zur Kontaktsonde in ihrer hochgezogenen Stellung mit Sicherheit verhindert. Zu diesem Zweck kann der Sondenraum in seinem oberen Bereich über eine mit einem Absperrventil versehene Druckgasausgleichsleitung mit dem Ofenraum oder Behälter für das flüssige Gießmaterial in Verbindung stehen. Dieses Absperrorgan kann ein Wechselventil sein, welches so steuerbar ist, daß es bei Beginn eines Gießzyklusses zunächst den oberen Sondenraum zur Außenluft hin öffnet (Entlüftungsstellung) bei Kontakteintritt der Kontaktsonde mit dem im Sondenraum hochgedrücktem Gießmaterial die Entlüftungsöffnung schließt und die Druckausgleichsleitung zum Ofenraum öffnet und damit den Gasdruckausgleich zwischen Sondenraum und Ofenraum herstellt.The probe chamber is useful, with the exception of its lower one Hermetic opening for the entry of the casting material lockable so that above in this room rising casting material build up a gas pressure can, a rising of the casting material up to Contact probe in its raised position with Prevents security. For this purpose the probe room in the upper area via a with a shut-off valve Provided compressed gas compensation line with the furnace room or Container for the liquid casting material in connection stand. This shut-off device can be a shuttle valve which is so controllable that at the beginning of a Pouring cycle first the upper probe space to the outside air opens (venting position) when the Contact probe with that pushed up in the probe space Pouring material closes the vent and the Pressure equalization line to the furnace room opens and thus the Gas pressure equalization between the probe chamber and the furnace chamber manufactures.

Zur Regelung des Gasdruckes im Ofenraum ist der Durchtrittsquerschnitt der Druckgaszuleitung zweckmäßig in Abhängigkeit von dem im Ofenraum bzw. Behälter vom Steuerungsprogramm vorgegebenen Gasdruck veränderbar. Um die Einstellung des Durchtrittsquerschnittes und damit der Menge des dem Ofenraum zuzuleitenden Druckgases mit möglichst einfachen Regelorganen zu gewährleisten, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform die Druckgaszuleitung in mehrere Zweigleitungen unterteilt, die vor Einmündung in den Ofenraum oder Behälter wieder zusammengeführt sind und jeweils einen unveränderlichen Durchtrittsquerschnitt, vorzugsweise in Form einer Festblende, für das Druckgas sowie ein Absperrventil haben. Die Festenblenden können unterschiedliche Durchtrittsöffnungen haben und einzeln oder in beliebiger Kombination von der Einrichtung zur Regelung des Druckgaszustromes geöffnet oder geschlossen werden, wodurch der jeweils benötigte Druckgaszustrom zum Ofen oder Behälter, der für die Steiggeschwindigkeit des Gießmaterials im Steigrohr verantwortlich ist, genau geregelt werden kann. Diese einfache Zu- und Aufregelung ist billig, technisch unproblematisch und von geringster Störanfälligkeit. To control the gas pressure in the furnace chamber is the Passage cross section of the pressurized gas feed line expediently in Dependence on that in the furnace space or container Control program predetermined gas pressure changeable. Around the setting of the passage cross section and thus the Amount of compressed gas to be fed to the furnace chamber To ensure the simplest possible regulatory bodies is at a preferred embodiment, the compressed gas supply line in divided several branch lines, which flow into the furnace space or container are brought together again and an unchangeable passage cross-section, preferably in the form of a fixed orifice, for the compressed gas and have a shut-off valve. The fixed screens can have different openings and individually or in any combination from the facility to Regulation of the compressed gas inflow opened or closed are, whereby the respectively required compressed gas inflow to Oven or container for the rate of climb of the Pouring material in the riser is responsible, exactly can be regulated. This simple control and regulation is cheap, technically unproblematic and of the least Susceptibility to failure.

In Fig. 1 der Zeichnung ist ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung bei einer Niedrigdruck-Gießanlage für Aluminiumguß dargestellt, das im folgenden näher beschrieben wird.In Fig. 1 of the drawings, a particularly advantageous embodiment of the control apparatus of the invention is illustrated caster low pressure for aluminum at a, which is described in more detail below.

Fig. 2 zeigt die im Laufe eines Gießzyklusses mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung mögliche Gasdrucksteuerung in einem Druckzeitdiagramm. Fig. 2 shows the course of a casting cycle with the apparatus of the invention possible gas pressure control in a pressure-time diagram.

Die in Fig. 1 dargestellte Gießanlage besteht aus einem Metallschmelzofen 1, in welchen bis nahe zu seinem Boden ein Steigrohr 2 schräg hineinragt, das an seinem äußeren Ende mit einem Verbindungsflansch 3 zur Ankoppelung an einen eine Eingußöffnung aufweisenden Verbindungsflansch 4 einer Kokille 5 mit Formhohlraum 6 ausgestattet ist. In den Ofenraum 7 ragt ebenfalls von oben bis nahe an dessen Boden heran ein an seinem unteren Ende 8 offener Rohrkörper 9 hinein, der einen Sondenraum 10 begrenzt, in welchem eine elektrische Kontaktsonde mittels eines pneumatisch oder hydraulisch über ein Ventil 11 gesteuerten Antriebszylinders 12 höhenverstellbar angeordnet ist. Diese Kontaktsonde besteht aus einer Kontaktplatte 13, die an einer von dem Antriebszylinder 12 betätigten Führungsstange 14 sitzt. Mit 15 ist das Niveau des im Metallschmelzofen 1 befindlichen Gießmaterials, der Metallschmelze, angegeben, welches durch einen verschließbaren Einlaß 16 in den Ofenraum 7 eingefüllt werden kann. Durch den Antriebszylinder 12 kann die Sonde 13 mit Führungsstange 14 in ihrer Höhenlage im Sondenraum 10 eingestellt und verändert werden.The casting plant shown in FIG. 1 consists of a metal melting furnace 1 , into which a riser pipe 2 projects obliquely up to its bottom, which at its outer end has a connecting flange 3 for coupling to a connecting flange 4 with a casting opening and a mold 5 with a mold cavity 6 Is provided. A tubular body 9 , which is open at its lower end 8 , also projects into the furnace chamber 7 from above to close to the bottom thereof, and delimits a probe chamber 10 in which an electrical contact probe 12 is arranged such that it can be adjusted in height by means of a drive cylinder 12 controlled pneumatically or hydraulically via a valve 11 is. This contact probe consists of a contact plate 13 which is seated on a guide rod 14 actuated by the drive cylinder 12 . 15 is the level of the casting material located in the metal melting furnace 1 , the metal melt, which can be filled into the furnace space 7 through a closable inlet 16 . By the drive cylinder 12, the probe 13 can with the guide rod 14 in its height position in the probe chamber 10 is adjusted and changed.

Der die Sonde 13 aufnehmende Sondenraum 10 ist mit Ausnahme seiner unteren Eintrittsöffnung 8 für das Gießmaterial sowie der Einmündung einer zum Ofenraum 7 führenden Gasdruckausgleichsleitung 17 und einer Entlüftungsöffnung im Wechselventil 18 hermetisch abgeschlossen. Neben der Druckgasausgleichsleitung 17 mündet in den Ofenraum eine Druckgaszuleitung 19 ein. Diese Druckgaszuleitung ist in sechs Zweigleitungen 20 bis 25 unterteilt, die vor Einmüdung in den Ofenraum 7 wieder zusammengeführt sind und jeweils ein Auf-Zu-Steuerventil 26 aufweisen. Die Zweigleitungen 20 bis 24 sind ferner mit den Durchtritt des Gasvolumens bestimmenden Festblenden 27 bis 31 versehen, die unterschiedlichen Durchtrittsquerschnitt haben. Die mit den Festblenden versehenen Leitungen 20 bis 25 können über ihre Steuerventile 26 einzeln oder in beliebiger Kombination geöffnet werden, so daß über sie das jeweils für die erforderliche Steiggeschwindigkeit im Steigrohr 2 erforderliche Volumen an Druckgas über die Druckgaszuleitung 19 in den Ofenraum 7 eingeleitet werden kann. Das Steuerventil 26 in der Zweigleitung 25 dient zusammen mit dem ebenfalls in dieser Zweigleitung angeordneten Drosselventil 32 außerdem zur Einregulierung des Leckageausgleichs.The probe chamber 10 receiving the probe 13 is hermetically sealed with the exception of its lower inlet opening 8 for the casting material and the junction of a gas pressure compensation line 17 leading to the furnace chamber 7 and a vent opening in the shuttle valve 18 . In addition to the compressed gas compensation line 17 , a compressed gas supply line 19 opens into the furnace chamber. This compressed gas supply line is subdivided into six branch lines 20 to 25 , which are brought together again before fatigue in the furnace chamber 7 and each have an open-close control valve 26 . The branch lines 20 to 24 are also provided with fixed orifices 27 to 31 which determine the passage of the gas volume and which have different passage cross sections. The lines 20 to 25 provided with the fixed orifices can be opened individually or in any combination via their control valves 26 , so that the volume of pressurized gas required for the required climbing speed in the riser pipe 2 can be introduced into the furnace chamber 7 via the pressurized gas supply line 19 . The control valve 26 in the branch line 25 also serves, together with the throttle valve 32 also arranged in this branch line, for regulating the leakage compensation.

Damit die Druckgaszuleitung 19 auch zur Entlüfung des Ofenraumes 7 verwendet werden kann, ist an diese Leitung eine Entlüftungsleitung 33 mit einem Entlüftungsventil 34 angeschlossen. In den Ofenraum 7 mündet ferner eine Gasdruckmeßleitung 35 ein, die zu einem als Druck-Stromwandler ausgebildeten Meßgerät 36 führt, das den von ihm über die Leitung 35 registrierten Gasdruck im Ofenraum 7 über elektrische Signale an ein elektrisches Steuergerät 37 weitergibt, das für die Steuerung der Ventile 11, 18, 26 und 34 eingerichtet ist.So that the compressed gas supply line 19 can also be used for venting the furnace chamber 7 , a vent line 33 with a vent valve 34 is connected to this line. In the furnace chamber 7 also opens a gas pressure measuring line 35 , which leads to a measuring device 36 designed as a pressure-current converter, which transmits the gas pressure registered by him via line 35 in the furnace chamber 7 via electrical signals to an electrical control unit 37 , which is used for the control the valves 11 , 18 , 26 and 34 is set up.

Die Arbeitsweise der Steuervorrichtung dieses Ausführungsbeispiels der Erfindung arbeitet wie folgt: Zunächst wird die Sonde 13 in einer Höhenlage innerhalb des Sondenraumes 10 eingestellt, die etwa der Austrittsöffnung des Steigrohres 2 im Bereich dessen Ankopplungsflansches 3 entspricht. Das Wechselventil 18 ist so geschaltet, daß der obere Sondenraum entlüftet ist. Sodann wird bei geschlossenem Entlüftungsventil 34 über entsprechende Einstellung der Steuerventile 26 in den Zweigleitungen 20 bis 25 der Druckgaszuleitungen 19 Druckgas in den Ofenraum 7 eingebracht, bis durch den dadurch über der Metallschmelze im Ofenraum aufgebauten Gasdruck die Metallschmelze im Sondenraum 10 bis zur Unterkante der Kontaktsonde 13 hochgedrückt worden ist. Der Kontakteintritt zwischen der hochgedrückten Metallschmelze und der Kontaktsonde 13 wird von dieser registriert und an das elektrische Steuergerät 37 gemeldet, das dann nach einem vorgegebenen Programm die weitere Steuerung des Druckgasstromes über die Leitung 19 in den Ofenraum veranlaßt. Gleichzeitig wird die Sonde 13 durch den Antriebszylinder 12 innerhalb des Sondenraumes 10 in eine Höhenlage hochgezogen, in der sie während des gesamten folgenden Gießvorganges außerhalb eines Kontaktes mit dem im Sondenraum hochgedrückten Gießmaterial bleibt und das Wechselventil 18 wird umgeschaltet, so daß die Entlüftungsöffnung des oberen Sondenraumes geschlossen und die Druckgasausgleichsleitung 17 geöffnet wird, wodurch der im Ofenraum 7 befindliche Gasdruck in den Sondenraum 10 oberhalb der darin befindlichen Metallschmelze übergeleitet und die in diesem Raum hochgestiegene Metallschmelze auf das Niveau der im Ofenraum 7 befindlichen Schmelze zurückgedrückt wird.The method of operation of the control device of this exemplary embodiment of the invention works as follows: First, the probe 13 is set at a height within the probe space 10 , which corresponds approximately to the outlet opening of the riser pipe 2 in the area of its coupling flange 3 . The shuttle valve 18 is switched so that the upper probe chamber is vented. Then, with the vent valve 34 closed, corresponding adjustment of the control valves 26 in the branch lines 20 to 25 of the pressurized gas feed lines 19 introduces pressurized gas into the furnace chamber 7 , until the metal melt in the probe chamber 10 builds up to the lower edge of the contact probe 13 due to the gas pressure thus built up in the furnace chamber has been pushed up. The contact between the pressed metal melt and the contact probe 13 is registered by the latter and reported to the electrical control unit 37 , which then initiates further control of the compressed gas flow via the line 19 into the furnace chamber according to a predetermined program. At the same time, the probe 13 is raised by the drive cylinder 12 within the probe space 10 to a height position in which it remains out of contact with the cast material pushed up in the probe space during the entire subsequent casting process and the shuttle valve 18 is switched over, so that the vent opening of the upper probe space is closed and the compressed gas compensation line 17 is opened, whereby the gas pressure in the furnace chamber 7 is transferred into the probe chamber 10 above the metal melt therein and the metal melt which has risen in this chamber is pressed back to the level of the melt in the furnace chamber 7 .

Außerdem wird der zu diesem Zeitpunkt im Ofenraum 7 gegebene Gasdruck durch das Meßgerät gemessen und dessen Meßergebnis elektrisch an das elektrische Steuergerät 37 weitergegeben, das die in diesem Augenblick gegebene Höhe des Gasdrucks im Ofenraum 7 als Referenzgröße für die weitere Steuerung des Gießdruckes im Ofenraum verwendet.In addition, the gas pressure in the furnace chamber 7 at this point in time is measured by the measuring device and the measurement result is passed on electrically to the electrical control unit 37 , which uses the gas pressure in the furnace chamber 7 as the reference variable for the further control of the casting pressure in the furnace chamber.

Ab diesem Zeitpunkt wird die weitere zeitliche Steuerung und Regelung des Gießdruckes und damit die Steiggeschwindigkeit und Steighöhe der durch das Steigrohr 2 in den Formhohlraum 6 der Kokille 5 einzubringenden Metallschmelze durch Steuerung des Volumenstromes des in den Ofenraum 7 über die Druckgasleitung 19 einzuleitenden Druckgases über der Zeit entsprechend einer vorprogrammierten Druck-Zeit-Kurve 38 durchgeführt, wie sie aus Fig. 2 ersichtlich ist.From this point in time, the further time control and regulation of the casting pressure and thus the rate of rise and rise of the molten metal to be introduced through the riser pipe 2 into the mold cavity 6 of the mold 5 by controlling the volume flow of the pressurized gas to be introduced into the furnace chamber 7 via the compressed gas line 19 over time carried out in accordance with a preprogrammed pressure-time curve 38 , as can be seen from FIG. 2.

Die in den Rechtecken befindlichen Ziffern in Fig. 2 bezeichnen Meßpunkte, an denen im Verlauf eines Gießzyklusses der Druckgaszustrom und damit der weitere zeitliche Verlauf des Druckanstieges im Ofenraum eine Änderung erfährt. Der erste zwischen den Meßpunkten 1 und 2 befindliche Kurvenabschnitt zeigt den Anstieg des Gasdruckes bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Metallschmelze die auf Höhe des Ankopplungsflansches 3 des Steigrohres 2 eingestellte Kontaktsonde 13 im Sondenraum 10 erreicht hat (Niveaulinie A). Während dieser Phase des Druckanstieges im Ofen sind sämtliche Steuerventile 20 bis 25 in der Gasdruckzuleitung 19 geöffnet. An diese Druckaufbauphase schließt sich die Phase des Beginns der Füllung des Formhohlraumes 6 in der Kokille 5 an, die durch den Kurvenabschnitt zwischen den Meßpunkten 2 und 3 der Druck-Zeit-Kurve gemäß Fig. 2 gekennzeichnet ist. Der Druckanstieg pro Zeiteinheit ist, wie aus Fig. 2 hervorgeht, etwas geringer als in der vorangehenden Druckaufbauphase. The numerals in the rectangles in FIG. 2 denote measuring points at which the pressure gas inflow and thus the further time course of the pressure rise in the furnace space undergoes a change in the course of a casting cycle. The first section of the curve located between the measuring points 1 and 2 shows the increase in the gas pressure up to the point in time at which the metal melt has reached the contact probe 13 in the probe chamber 10 set at the level of the coupling flange 3 of the riser pipe 2 (level line A) . During this phase of the pressure increase in the furnace, all control valves 20 to 25 in the gas pressure supply line 19 are open. This pressure build-up phase is followed by the phase of the beginning of the filling of the mold cavity 6 in the mold 5 , which is characterized by the curve section between the measuring points 2 and 3 of the pressure-time curve according to FIG. 2. The pressure increase per unit of time, as can be seen from FIG. 2, is somewhat less than in the previous pressure build-up phase.

Darauf folgt die Phase der hauptsächlichen Formfüllung, die durch den Kurvenabschnitt zwischen den Meßpunkten 3 und 4 in Fig. 2 gekennzeichnet ist, worauf sich die Phase des Endes der Formfüllung mit einem verstärkten Druckanstieg gemäß dem zwischen den Meßpunkten 4 und 5 gegebenen Kurvenabschnitt anschließt, bis der Formhohlraum 6 vollständig gefüllt ist (Niveaulinie B). Auf diese Phase folgt zunächst mit erneut verstärktem Druckanstieg die Nachdruckphase, die durch den Kurvenabschnitt zwischen den Meßpunkten 5 und 6 gekennzeichnet ist, und dann die Phase der zur Formnachspeisung dienenden Aufrechterhaltung dieses Nachdruckes, die durch den Kurvenabschnitt zwischen den Meßpunkten 6 und 7 gekennzeichnet ist. Am Ende dieser Nachdruckphase wird durch Öffnen des Entlüftungsventils 34 der Gasdruck im Ofenraum 7 auf Null abgebaut, was in Fig. 2 durch den Kurvenabschnitt zwischen den Meßpunkten 7 und 8 dargestellt ist. Dabei sinkt das noch flüssige Metall aus Angußlauf und Steigrohr in den Ofen zurück.This is followed by the phase of the main mold filling, which is characterized by the curve section between the measuring points 3 and 4 in FIG. 2, followed by the phase of the end of the mold filling with an increased pressure increase according to the curve section given between the measuring points 4 and 5 , until the mold cavity 6 is completely filled (level line B) . This phase is initially followed by a renewed increase in pressure, the holding pressure phase, which is characterized by the curve section between measuring points 5 and 6 , and then the phase of the holding of this holding pressure, which is used for the make-up, which is characterized by the curve section between measuring points 6 and 7 . At the end of this holding pressure phase, the gas pressure in the furnace chamber 7 is reduced to zero by opening the vent valve 34 , which is shown in FIG. 2 by the curve section between the measuring points 7 and 8 . The still liquid metal from the sprue and riser pipe sinks back into the furnace.

Je nach Stärke des gewünschten Druckaufbaus in den Kurvenabschnitten zwischen den Meßpunkten 1 bis 6 werden die Steuerventile 26 in unterschiedlicher Kombination geöffnet oder geschlossen, wie es sich aus folgendem Beispiel ergibt: Depending on the strength of the desired pressure build-up in the curve sections between measuring points 1 to 6 , the control valves 26 are opened or closed in different combinations, as can be seen from the following example:

Tabelle table

Die Steuerventile bleiben in den einzelnen Phasen des Gießzyklusses so lange in ihrer eingestellten Stellung, bis der von dem Meßgerät 36 laufend gemessene Gasdruck im Ofenraum 7 den jeweiligen nach dem Steuerprogramm vorgegebenen Solldruck erreicht hat.The control valves remain at the various stages of the molding cycle as long as in its set position until the continuously measured by the measuring device 36 the gas pressure in the furnace chamber 7 to the respective predetermined in accordance with the control program desired pressure has been reached.

Zur Aufrechterhaltung des Nachdruckes für die Dauer der vorgenannten Nachspeisungsphase dient das in der Zweigleitung 25 befindliche Pegel- und Leckageverlustventil 26, welches entsprechend den durch Gasdruckmessung ermittelten Undichtigkeiten im gesamten Gasdrucksystem ständig eine bestimmte Menge Druckgas in den Ofeninnenraum 7 einströmen läßt. Die Beobachtung der Konstanz des Gasdruckes während der Nachdruckphase kann dazu dienen, Veränderungen in den Gesamtleckverlusten zu registrieren und durch entsprechende Nachregulierung des Verlustausgleiches zu kompensieren.To maintain the holding pressure for the duration of the aforementioned make-up phase, the level and leakage loss valve 26 located in the branch line 25 is used, which according to the leaks determined by gas pressure measurement in the entire gas pressure system continuously allows a certain amount of compressed gas to flow into the furnace interior 7 . The observation of the constancy of the gas pressure during the holding pressure phase can serve to register changes in the total leakage losses and to compensate for them by adjusting the loss compensation accordingly.

Claims

1.Device for controlling and regulating the mold filling speed and the casting pressure of a low-pressure mold casting machine, the hermetically lockable, the casting material receiving furnace chamber is connected to the mold via a riser pipe leading to the latter, via which the casting material is built into the furnace by means of gas pressure built up in the furnace chamber via a compressed gas supply line The mold is pressed, with at least one contact probe being arranged to be changeable in its height in a probe chamber which projects into the furnace chamber from above and is open at its lower end for the entry of the casting material, and which gives a signal when contact is made with the casting material which rises due to the gas pressure in the probe chamber there is a device for controlling the pressure gas flow to the furnace chamber, characterized in that
that the contact probe ( 13 ) when contact is made in the probe space ( 10 ) receiving it can be moved up to a height that is not reached during the casting process by the level of the liquid casting material and
that a measuring device ( 36 ) is provided for measuring the gas pressure given in the furnace chamber ( 7 ), which passes the measured pressure in the form of a signal to the device ( 37 ) for regulating the pressure gas inflow.

2. Device according to claim 1, characterized in that the contact probe ( 13 ) can be moved up and down by a pneumatically or hydraulically controlled drive cylinder ( 12 ).

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the contact probe ( 13 ) in the probe chamber ( 10 ) is adjustable at such an altitude that its scanning tip is approximately at the level of the outlet opening of the riser pipe ( 2 ) which can be connected to the mold ( 5 ).

4. The device according to claim 1, characterized in that the probe space in its upper area has a closable vent.

5. Apparatus according to claim 1 or 4, characterized in that the probe chamber ( 10 ) with the exception of its lower opening ( 8 ) for the entry of the casting material can be hermetically sealed.

6. The device according to claim 4, characterized in that the probe chamber ( 10 ) is in its upper region via a lockable by a shuttle valve ( 18 ) pressure gas compensation line ( 17 ) with the furnace chamber ( 7 ) in connection.

7. The device according to claim 4 and 6, characterized in that the shuttle valve ( 18 ) is controllable so
that it switches when the contact probe (13) comes into contact with the casting material pushed up in the probe chamber (10) in such a way that the ventilation opening of the probe chamber is closed and the pressure compensation line ( 17 ) is opened.

8. The device according to claim 1, characterized in that the passage cross section of the compressed gas supply line ( 19 ) is variable depending on the gas pressure desired in the furnace chamber.

9. The device according to claim 8, characterized in that for setting the gas pressure desired in the furnace chamber ( 7 ), the compressed gas feed line ( 19 ) is divided into a plurality of branch lines ( 20 to 25 ) which are brought together again before the confluence with the furnace chamber and each have a fixed one Have passage cross-section (fixed orifice 27 to 31 ) for the compressed gas and a control valve ( 26 ) designed as an open-close valve.

10. The device according to claim 9, characterized in that the control valves can be controlled by a device ( 37 ) for controlling the pressure gas inflow.

11. The device according to claim 1, characterized in that a leakage valve ( 26 , 32 ) is arranged in the compressed gas supply line ( 19 ) opening into the furnace chamber ( 7 ), which is controllable as a function of the gas pressure losses given by leakage in the furnace chamber.

12. Method of controlling the casting pressure of one Low pressure mold casting machine (metal casting machine) with a device according to one or more of the Claims 1 to 11, characterized in that at Contact entry of the contact probe with the im Probe space pushed up casting material the gas pressure measured in the furnace chamber and via an electrical signal as a reference pressure for the further control of the Compressed gas inflows to the furnace chamber is used.

13. The method according to claim 12, characterized in that that after contact of the contact probe with the im Probe space pushed up casting material the gas pressure measured continuously in the furnace chamber and the pressure gas inflow to the furnace room according to the respective from Control program predetermined target pressure in Furnace space is regulated.