DE7205502U - Vorrichtung zum Schöpfen, Transportieren und zu dosierter Abgabe von Flüssigkeiten, vorzugsweise von Schmelze - Google Patents

Description

•Vorrichtung zum Schöpfen, Transportieren und zu dosierter Abgabe von Flüssigkeiten, vorzugsweise von Schmelze

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schöpfen, Transportieren und zu dosierter Abgabe von Flüssigkeiten unter Verwendung eines Gießtopfes, welcher zur Aufnahme von Flüssigkeit von oben in einen Flüssigkeitsbehälter eingefahren wird. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Schöpfen und Gießen von Schmelze, welche einem Warmhalteofen zu entnehmen ist, um sie an einer Gießform abzugießen.

Bekannt sind Schöpf- und Gießvorrichtungeabei welchen ein Gieß- ' topf bzw. eine Pfanne in den Warmhalteofen eingeführt und mit der darin befindlichen Metallschmelze gefüllt wird. Die Pfannen dieser Konstruktion sind zumeist mit verschließbaren Bodenöffnungen versehen.

Der Nachteil dieser Konstruktionen besteht darin, daß die Schöpfrr.enge nicht genau dosiert werden kann und unter Einfluß der Köhenschwankungen der Metallschmelze im Warmhalteofen steht. Es ist besonders nacnteilig, daß die Pfannen bzw. Töpfe bekannter Kon-

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struktionen einen großen Teil aor an der Oberfläche der Schmelze befindlichen Schlacke aufnehmen, wenn sie in das Bad eintauchen und anschließend wieder herausgehoben werden.

Um den bestehenden Problemen der genauen Mengenregulierung zu begegnen hat man die Schöpfvorrichtungen bisher mit einer Vielzahl von Mess- und Steuerungsorganen ausgestattet, so'mit Kontakt-· fühlern, Schwimmern, Elektroden etc. Die Aufgabe dieser Steuerelemente besteht im wesentlichen in der Kompensierung der Badhöhe in Einflußnahme auf die Vertikalbewegung der Schöpforgane, weil sich der Pegel der Schmelze innerhalb des Warmhalteofensverändert. Man. will dadurch vermeiden, daß die Schöpf organe, so Pfannen» Gießtöpfe etc.,zuwenig oder zuviel· Schmelze aufnehmen.

Die mit Mess- und Steuerungselementen arbeitenden Schöpf- und Gießvorrichtungen sind jedoch kompliziert im Aufbau und somit teu^r in der Fertigung, ferner sehr wartungsbedürftig und unterliegen einer Vielzahl von Fehlerquellen. Ein insbesondere durch den rauhen Gießbetrieb verursachter Messfehler kann zur Folge haben, daß die Pfanne bei Einführen in den Warmhalteofen zuwenig oder zuviel Schmelze aufnimmt, was nachfolgend zu einem Fehlguß bzw. zu längerem Aussetzen der gesamten Gießanlage führen kann. Darüberhinaus besteht natürlich erhöhte Unfallgefahr, speziell beim Druc.kgäeSen, wenn die. Mess- und Steuerungselemente und entsprechend die Schöpfvorrichtung fehlerhaft arbeiten.

Die beschriebenen Nachteile und Probleme sind in vergleichbarer Weise bei allen als bekannt anzusehenden Schöpfvorrichtungen für Farben, Kunststoffschmelzen etc. vorhanden.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine einfach aufgebautes dennoch sehr genau arbeitende und betriebssichere Anlage zum Schöpfen und Gießen von Flüssigkeiten, vorzugsweise von Schmelze,zu schaffen, welche den eingangs erwähnten Nachteilen nicht ausgesetzt ist.

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Die Aufgabe der Erfindung in Auswirkung auf den Gießvorgang läßt sich wie folgt erläutern: '

Die aus dem Flüssigkeitsbehälter, se z.B. aus dem Warmhalteofen· mittels der Schöpfvorrichtung herausgenommene und in die mit Flüssigkeit zu beschickende Vorrichtung einzubringende Menge soll genau dosiert werden können. Bei der Entnahme der Flüssigkeit , insbesondere von Metallschmelze, sollen die Schwankungen . der Badhöhe innerhalb des Warmhalteofens keine Rolle spielen. Bei der Entnahme von Schmelze soll es möglich sein, daß von der: Oberfläche des Metallbades keine Schlacke bzw. nur eine möglichst geringe Menge der Schlacke mit aufgenommen wird.

Die Anlage soll darüberhinaus von einfachem Aufbau sein, sie soll bereits bestehenden Flüssigkeitsbehältern, so Warmhälteöfen und den mit Flüssigkeit zu beschickenden Anlagen zugeordnet werden , können; sie soll zudem in universeller Weise auf große und kfeine Schmelzmengen eingestellt werden können, ohne umfangreiche Umstellungsarbeiten vornehmen zu müssen. ·

Zudem soll die Anlage bereits bestehenden pneumatischen oder hydraulischen Anschlüssen zugeordnet werden können.

Die Anlage soll insbesondere beim Schöpfen und Gießen von Schmelze sicher im Betrieb seinvnd geringer Wartung unterliegen, so daß die Reparatur- und Ausfallzeiten auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden können. ·

Die Aufgabe der Erfindung wird bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß der Gießtopf an seiner Unterseite geschlossen ist, daß ein Rüssel in die Seitenwand des Gießtopfes mündet und sich von der Seitenwand schräg nach unten erstreckt, so daß die Flüssigkeit bei Eintauchen des Gießtopfes in den Flüssigkeitsbehälter über den Rüssel in das Innere des Topfes

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gelangt und diesen füllt, und daß ein Verdrängerkolben, dessen Aucsendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Gießtopfes, innerhalb desselben höhenverstellbar geführt ist.

Um den Verdrängerkolben innerhalb des Gießtopfes in seiner Höhenlage verstellen zu können, ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung nach einer vorteilhaften Ausgestaltung so beschaffen, daß das obere Ende des Verdrängerkolbens mit der Kolbenstange eines über dem Gießtopf befindlichen Druckmittelantriebes verbunden ist, welcher den Verdrängerkolben innerhalb des Topfes auf die Füllposition, auf die Transportposition des Topfes und auf die Gießposition oberhalb der mit der Flüssigkeit zu beschickenden Vorrichtung einstellt, und daß der Gießtopf von einem mittels eines weiteren Druckmittelantriebes höhenverstellbaren Gestänge^getragen ist.

Nach Entnahme der Flüssigkeit, so der Schmelze, ist diese in Position über die Gießform zu bringen. Eine zweckmäßige Weiterbildung der Vorrichtung gemäß der Erfindung sieht vor, daß der durch einen Druckluft zylinder gebildete Druckmittelantrieb des Verdrängerkolbens und der durch zwei Druckluftzylinder gebildete Druckmittelantrieb des den Topf tragenden Gestänges auf einem gemeinsamen Wagen angebracht.sind, welcher auf einer Schiene zwischen einer Position oberhalb des Flüssigkeitsbehälters und einer Position oberhalb der mit Flüssigkeit zu beschicke·.den Vorrichtung bewegbar ist.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Vorrichtung gemäß der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung und aus weiteren Patentansprüchen.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.

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Die boicefügte Zeichnunc stellt in Teil-Schnittanaicht eine Vorrichtung zum Schöpfen und Gießen von Flüssigkeiten., insbesondere von Schmelze, dar.

Der an der Unterseite der Vorrichtung befindliche, in der Zeichnung im Schnitt dargestellte Gießtopf 1 gemäß der Erfindung weist einen geschlossenen Boden und einen in die Seitenwand mündenden Rüssel 2 auf. Der Gießtopf 1 kann jede beliebige Form aufweisen, ist jedoch vorzugsweise zylindrisch ausgebildet. Der in die Sei-, tenwand mündende Rüssel 2 erstreckt sich schräg nach unten und ist an der Unterseite geöffnet. Innerhalb des Gießtopfes 1 ist ein Verdrängerkolben 5 beweglich geführt. Der Aussendurchmesser des Verdrängerkolbens ist kleiner als der Innendurchmesser des Gießtopfes, so daß zwischen Verdrängerkolben und Innenwandung des Gießtopfes der aus der Zeichnung ersichtliche Ringraum verbleibt.

Der Verdrängerkolben ist an einer Kolbenstange 6 befestigt, welche sich nach oben in einen Druckmittelantrieb erstreckt. Dieser ist als Druckluftzylinder 7 ausgebildet, kann jedoch auch die Form eines Hydraulikzylinders besitzen. Es ist auch möglich, an^- stelle der Kolbenstange 6 eine durch ein Ritzel betätigbare Zahnstange zur Höhenverstellung des Verdrängerkolbens 5 einzusetzen. Entsprechend der Vertikalbewegung der Kolbenstange 6 kann der Verdrängerkolben 5 innerhalb des Gießtopfes 1 nach oben oder nach unten bewegt werden. Zwei weitere Druckmittelantriebe in Form von Drucklitzylindern 9, 9 tragen mit Hilfe eines Gestänges 8, 8 den Gießtopf; das Gestänge 8, 8 ist über einen Querbügel 13 mit den beiden Kolbenstangen 12, 12 der Druckluftzylinder 9, 9 verbunden und kann durch entsprechendes Ausfahren bzw. Einziehen der Kolbenstangen vertikal bewegt werden. Ein den Druckluftzylinder 7 tragendes Gestänge 14, lh ist gemäß Darstellung gleichfalls mit dem Querbügel 13 verbunden, weshalb der Druckluftzylinder 7 mit Hilfe des Querbügels 13 relativ zu den Druckluftzylindern 9, 9 höhenverstellbar ist.

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Die Druckluitzylinder 7 bzw. 9, 9 sind 'gemeinsam auf einem Wagen Io befestigt, welcher mittels Rollen - oder Gleitlager auf einer Schiene 11 bewegbar ist. Die Schiene 11 überbrückt den Raum zwischen dem Flüssigkeitsbehälter und der mit Flüssigkeit zu beschickenden Vorrichtung, so zwischen dem Warmhalteofen und der Gießvorrichtung, in Vielehe die Schmelze einzubringen ist. Auch der Wagen Io wird mittels pneumatischer oder hydraiiischer Antriebe gefahren, so mit Hilfe einer Kette, welche an einen Druckluftmotor mit Untersetzungsgetriebe angeschlossen ist.

Die Wirkungsweise der Anlage ist wie folgt:

Um den Gießtopf mit im Warmhalteofen befindlicher Metallschmelze zu füllen, wird der Topf in den V/armhalte ofen bis kurz über den Boden desselben abgesenkt. Der Verdrängerkolben 5 befindet sich während dieser Arbeitsstufe mit seiner Unterkante an der in der beigefügten Zeichnung mit A bezeichneten Stelle, also an der oberen Mündungskante des Rüssels 2 in der Seitenwand 3 des Gießtopfes 1. Der Gießtopf kann sich also mit der über den Rüssel eindringenden Metallschmelze bis zur Unterkante des Verdrängerkolbens füllen; nachdem der Gießtopf vollständig in die Schmelze eindringt, füllt sich auch der vorangehend erwähnte Ringraum, welcher oberhalb der oberen Mündungskante zwischen Aussenfläche des Verdrängerkolbens und Innenfläche des Gießtopfes besteht. Beim Eintauchen des Rüssels in die Schmelze kann nur ein äußerst geringer Anteil der an der Oberseite der Schmelze schwimmenden Schlacke über den Rüssel in das Innere des Gießtopfes gelangen; während der weiteren, nachernten gerichteten . Bewegung kann die möglicherweise über den Rüssel eingedrungene ' Schlacke über den bestehenden Ringraum nach oben wieder herausgespült werden^ insbesondere deshalb, weil die Schlacke spezifisch leichter ist als die Schmelze selbst. Nach der kurzen , für das Füllen des Gießtopfes erforderlichen Zeit wird dieser

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mit Hilfe der Druckluftzylinder 9, 9 aus den V/arrnhalteofen herausgehoben. Um zu verhindern, daß die im Gießtopf befindliche Schmelze über den Rüssel 2 herausschwappt, fährt man den Verdrängerkolben 5 im Warmhalteofen mit Hilfe geeigneter, verstellbarer Endanschläge soweit nach unten, daß seine Unterkante die Stelle B erreicht, welche etwas unterhalb der Mündungr berkante des Rüssels 2 liegt. Das bedeutet, daß der Gießtopf diejenige Menge von Schmelze aus dem V/armhalte ofen heraushebt, welche zwischen Unterseite des Verdrängerkolbens und Boden des Gießtopfes besteht. Während des Heraushebens läuft die den Ringraum zwischen Aussenwand des Verdrängerkolbens μnd Innenwand des Gießtopfes ausfüllende Schmelze über den .Rüssel 2 ab und fließt in die im Warmhalteofen befindliche Schmelze zurück.

Die Druckluft zylinder 7 und 9» 9 sind in ihrer Wirkungsweise gegenseitig eingestellt. Die Kolbenstange 6 macht also die Hebe- und Senkba^egung des den Gießtopf tragenden Gestänges 8, 8 mit, da der Druckluftzylinder 7 über das Gestänge 14, Ik mit dem Querbügel 13 verbunden ist. Die Kolbenstange führt aber zusätzlich die zum Füllen bzw.,Entleeren erforderlichen Vertikalbewegungen relativ zu den Vertikalbewegungen der beiden Kolbenstangen 12, 12 aus. Die Bewegungen aller Druckluftzylinder werden vorteilhafterweise über schnell lösliche Endanschläge gesteuert, welche oberhalb des Warmhalteofens und oberhalbder Gießvorrichtung bzw der Gießform Anfang und Ende der Vertikalbewegungen der Kolben-.stangen, also deren Hub steuern.

Nachdem der Gießtopf mit/darin befindlicher Metallschmelze aus dem Warmhalteofen herausgehoben wurde, bewegt sich der die gesamte Vorrichtung tragende Wagen Io auf der die Form eines hochkant stehenden Stahlprofils aufweisenden Schiene 11 an bzw. über die Gießvorrichtung, an welcher die Metallschmelze über den Rüssel 2 abzugießen ist.' Wenn der Rüssel 2 über der Gießöffnung der

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Gießvorrichtung, so beispielsweise über der Druckgießform i-ir..;.. fahren ist, wird die Kolbenstange β mit Hilfe des r.ruckluiu:::/-linders 7 nach unten ausgefahren, bis der Verdriingerkolber: 5 '■■'■■

)den des Gießtopfes 1 aufliegt, also die Position C erreicht. Während dieser Abwärtsbewegung des Verdrängerkolbens übt dieser seine ihn zugedachte Funktion aus, d.h. er verdrängt die Kotallschmelze derart, daß diese im Ringraum zwischen Aussenwand des Verdrängerkolbens und Innenwand des Gießtopfes nach oben steigt und den Gießtopf über den Rüssel 2 verläßt.

Wenn die vorgesehene Menge der Schmelze entsprechend der vorangehend genannten Position B aus dem Gießtopf entleert ist, wird der Verdrängerkolben 5 innerhalb des Topfes bis zur Stelle A nach oben angehoben, was der Eintauchposition des Gießtupfes im V/armhalte ofen entspricht. Nunmehr wird di^ gesamte Vorrichtung mit Hilfe des Wagens Io auf der Schiene Haus dem Bereich der Gießvorrichtung über den Warmhalteofen zurückgefahren, um den Gießtopf mit an der Stelle A befindlichem Verdrängerkolben in die Schmelze des Warmhalteofens eintauchen zu können. Der vorangehend beschriebene Arbeitsablauf wiederholt sich nunmehr.

Den vorangehenden Ausführungen ist zu entnehmen., daß die zum Gießen dienende Menge von Flüssigkeit sehr genau und auf äußerst einfache Weise bestimmt werden kann. Wird der Gießtopf 1 nach Füllung, wie bereits erläutert, aus dem Warmhalteofen herausgehoben, so fährt man den Verdrängerkolben 5 an die Stelle B nach unten, so daß die zwiochen Unterseite des Verdrangerkolbens und Boden des Gießtopfes befindliche Menge an Schmelze verbleibt. Wird der Verdrängerkolben 5 dagegen in vorangehend beschriebener Weise an die Stelle Bl nach unten abgesenkt, so verringert sich entsprechend die im Gießtopf verbleibende Menge an Schmelze, Dies wiederum bedeutet, daß die über der Gießvorrichtung abgegebene Menge an Schmelze kleiner ist. Je nach Größe der Druckgießform bzw. Größe des Druckgußteiles kann also die abzugebende

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Menge an'Schmelze- je nach Position B, Bl_a B2 ... mit äußerster Genauigkeit bestimmt werden.

Im Bedarfsfall kann die Regulierung der Menge auch so vorgenommen werden, daß man den Verdrängerkolben 5 oberhalb der Gießvorrichtung nicht bis zum Boden des Gießtopfes herabsenkt, sondern nur bis an die Stelle E ausfährt. In diesem Fall verbleibt innerhalb des Gießtopfes eine kleine Menge von Metallschmelze, welche anschließend in den Warmhalteofen wieder zurückgegeben werden muß.

Besonders vorteilhaft ist natürlich das vollständige Entleeren des Gießtopfes 1 mit bis an den Boden herangeführtem Verdrängerkolben, da dies zu einer sauberen Arbeitsweise beiträgt.

Die unter Bezugnahme auf Metallschmelzen beschriebenen Vorteile der Vorrichtung gemäß der Erfindung kommen in vollem Umfang beim Schöpfen und Gießen ^iron Farbe,.Kunststoffschmelze etc. zur Wirkung. Die Erfindung ist demnach nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt sondern betrifft Anlagen zum Schöpfen, Transportieren und zu dosierter.Abgabe von Flüssigkeiten jeglicher Zusammensetzung, Temperatur, Viskosität etc. .

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist nicht auf die Beschickung einer einzelnen Gießvorrichtung, Gießform oder vergleichbaren Anlage beschränkt, d.h., die Schiene 11 kann im Bereich, des-Flüssigkeitsbehälter drehbar verankert und mit dem entgegengesetzten Ende auf einer Kreisbahn zwischen mehreren, einzeln zu beschickenden Anlagen verschwenkt werden. Die Vertikalbewegungen der Kolbenstangen werden an diesen Anlagen durch entsprechende, verst'illbare Endanschläge bestimmt.

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Claims (1)

1. Vorrichtung zum Schöpfen, Transportieren und zu dosierter Abgabe von Flüssigkeiten unter Verwendung eines Gießtopfes, welcher zur Aufnahme von Flüssigkeit von oben in einen Flüssigkeitsbehälter eingefahren wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Gießtopf (1) an seiner Unterseite geschlossen ist, daß ein Rüssel (2) in die Seitenwand (3) Gießtopfes mündet und sich von der Seitenwand schräg nacn unten erstreckt, so daß die Flüssigkeit bei Eintauchen des Gießtopfes in den Flüssigkeitsbehälter über den Rüssel in das Innere des Topfes gelangt und diesen füllt» und daß ein Verdrängerkolben (5),dessen Aussendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Gießtopfes, innerhalb desselben höhenverstellbar geführt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende des Verdrängerkolbens (5) mit der Kolbenstange

(6) eines über dem Gießtopf befindlichen Druckmitcelantriebes

(7) verbunden ist, welcher den Verdrängerkolben innerhalb des Topfes auf die Füllposition, auf die Transportposition des Topfes und auf die Gießposition oberhalb der mit der Flüssigkeit zu beschickenden Vorrichtung einstellt, und daß der Gießtopf (1) von einem mittels eines weiteren Druckrcittelantriebes (9) höhenverstellbaren Gestänge (8,8) getragen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2_S dadurch gekennzeichnet, daß der durch einen Druckluftzylinder (7) gebildete Druckmittelantrieb des Verdrängerkolbens und der durch zwei Druckluftzylinder (9, 9) gebildete Druckmittelantrieb des den Topf tragenden Gestänges (3,8) auf einem gemeinsamen Wagen (lo) . angebracht sind, welcher auf einer Schiene (11) zwischen einer Position oberhalb des Flüssigkeitsbehälters und einer Position oberhalb der mit Flüssigkeit zu beschickenden Vorrichtung bewegbar ist.

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^. Vorrichtung na ph Anspruch Ί, dadurch bekenn zeichnet, aaii, der Hub der Druckmittelantriebe (7; 9,9) oberhalb des Flusr-ii.·;- !■ ^ilsbehälters und oberhalb der mit Flüssigkeit zu beschickcnuen Vorrichtung durch verstellbare Endanschläge bestimmt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der auf der Schiene (11) geführte Wagen (lo) an eine durch einen Druckmittelantrieb bewegbare Kette angeschlossen ist.

E. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungen aller Druckmittelantriebe aus* hitzeunempfindlichen, flexiblen Druckmittelleitungenbestehen.

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