WO2012007255A1 - Device and method for metering molten material and casting machine - Google Patents

Device and method for metering molten material and casting machine Download PDF

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WO2012007255A1
WO2012007255A1 PCT/EP2011/060397 EP2011060397W WO2012007255A1 WO 2012007255 A1 WO2012007255 A1 WO 2012007255A1 EP 2011060397 W EP2011060397 W EP 2011060397W WO 2012007255 A1 WO2012007255 A1 WO 2012007255A1
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WO
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melt
container
dosing
metering
opening
Prior art date
Application number
PCT/EP2011/060397
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German (de)
French (fr)
Inventor
Josef Rapp
Roger Rapp
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Meltec Industrieofenbau Gmbh
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Priority to RU2013104052/02A priority patent/RU2584197C2/en
Priority to ES11726799.7T priority patent/ES2617923T3/en
Priority to CN201180044085.8A priority patent/CN103153501B/en
Priority to BR112013000934A priority patent/BR112013000934B1/en
Priority to EP11726799.7A priority patent/EP2593253B1/en
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B22D17/30—Accessories for supplying molten metal, e.g. in rations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D39/00—Equipment for supplying molten metal in rations

Definitions

  • the invention relates to a melt metering device for a pouring device, wherein the melt metering device has an evacuatable metering container which is movable between a melt receiving location and a melt discharge location and is adapted to remove a meterable amount of cast melt material from a melt bath at the melt picking location - Place to transfer the casting device and deliver it there, on a feasible with such a device Schmelzezudos mecanics- method and on a equipped with such Schmelzezudosiervornchtung casting machine.
  • Such devices and methods come e.g. in metal die casting machines for metering the molten metal to be cast used.
  • Melt-metering devices are known in which casting melt material is absorbed by immersing a pouring ladle into a melt bath, which is subsequently transferred to a melt discharge location or pouring location in order to melt the melt.
  • the bucket can be manually operated or coupled to a mechanical transfer unit that actuates it. During transfer, the surface of the melt received in the bucket is exposed to atmospheric air.
  • melt metering systems are in use in which the melt material is conveyed by a mechanical pump or by pneumatic displacement from the melt bath of a melting furnace into a downwardly inclined transfer pipe in which it flows to the melt discharge location.
  • melt metering devices of the type mentioned are known. These include an evacuated dosing with associated Evakuier experiences.
  • JP 2000-218360 A discloses a melt metering device of this type, in which the melt opening is formed by a pipe socket which extends from the bottom region of the metering container both inwardly and outwardly.
  • the inwardly facing pipe socket half is covered by a hood-shaped Stirnendab gleich a hollow tube, which is arranged longitudinally in the metering and is connected to an inert gas source.
  • An immersion sensor is arranged on the outside of the container, with which the lowering of the container into the melt bath is monitored until a predefinable immersion position is reached.
  • a weight sensor By means of a weight sensor, the amount of melted material sucked into the dosing tank is monitored.
  • a filling level sensor conventionally provided in the container can be dispensed with.
  • melt opening of the type with evacuatable metering container is disclosed, the melt opening of which is likewise formed by a pipe stub which extends from the container bottom both inwardly and outwardly.
  • the inwardly projecting pipe socket half is covered by a hood-shaped front end of an axially movable locking rod.
  • the closure rod By moving back and forth, the closure rod can be moved between an opening position releasing the melt opening and a closed position closing the melt opening at the upper, inner end of the pipe socket.
  • a fill level sensor arranged in the container detects whether melt material sucked into the container has reached a predefinable fill level.
  • the container interior can optionally be evacuated or charged with an inert gas.
  • the inwardly pointing pipe socket half of the melt opening impedes or prevents a complete emptying of the container at the melt discharge point, even if the container is held obliquely there as described there.
  • the invention is based on the technical problem of providing a Schmelzezudosiervorraum of the type mentioned above and a feasible by this Schmelzezudosiervons and equipped with this casting machine with which the casting melt material can be metered from a molten bath in an advantageous manner and transferred to a delivery point, where unwanted Oxidation effects of the transferred melt material and / or undesirable melt losses in Dosier employertransport from the melt receiving point to the melt discharge point wholly or at least largely avoided.
  • the invention solves this problem by providing a melt metering device having the features of claim 1, a melt metering method having the features of claim 9 and a casting machine having the features of claim 15.
  • Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.
  • the melt metering device has an evacuatable metering container and an evacuation device for evacuating the metering container.
  • an evacuation device for evacuating the metering container.
  • the melt metering device comprises a controllable closure means for selectively opening and closing a melt opening of the metering container, which closes the melt opening of the metering container in its closed position leaving a capillary opening, and / or a special weight sensor which is adapted to the weight of the empty metering container during Lowering in the melt bath to the achievement of a predetermined immersion position of the dosing to monitor.
  • a requirement for the evacuatable metering container often consists in that, as far as possible, no melt material is removed from the container during the transport from the melt receiving location to the melt discharge location. - - dripping or leaking out of it.
  • melt material which remains in the area of the melt opening after the metering container has been lifted out of the melt bath can be reliably and reliably held on and in the container by the sustained evacuation of the container interior and the underpressure or suction thus also acting in the area of the capillary opening. without dripping down or licking away from it.
  • the dosing can be safely and reliably brought into its predefinable immersion position for receiving melt material from the melt, without the need for a separate immersion sensor is required.
  • the weight sensor uses the effect of measurably reducing the weight of the empty dosing container when it is immersed in the melt bath due to the resulting buoyancy force. This effect is the more pronounced the lighter the dosing tank. In addition, this effect can be influenced by the design of the dosing in the submerged lower area.
  • the capillary opening is formed by a Kapillarringspalt between an inner edge of the melt opening and an outer edge of the closure means or by at least one Kapillarspaltrille which is provided on the inner edge of the melt opening or on the outer edge of the closure means.
  • the melt opening is provided in a bottom region of the dosing container
  • the controllable closure means includes a longitudinally movably arranged in the dosing container sealing plug.
  • the melt opening can be e.g. be provided at a lowest point of the container bottom.
  • the melt opening is formed by a projecting from the bottom region of the dosing outwardly tubular socket area. The dosing then need not be immersed in its entire width of the bottom portion, but only with its nozzle portion in the melt bath to suck melt into the dosing.
  • the nozzle area can be realized with a comparatively small diameter, whereby tear effects of the melt surface layer of the melt bath can be kept to a minimum.
  • the melt metering device has a controllable protective gas loading means, by means of which the metering container can be subjected to a conventional protective gas in a controllable manner, as is customary for a protective gas atmosphere in a melting furnace above the melt bath, for example.
  • the inert gas fulfills its usual protective gas function for the melt material in the dosing tank and can also be used in the event of overpressure. - - support the discharge of the melt from the dosing tank at the melt discharge point.
  • the evacuation device includes a vacuum pump or a controlled confirmed piston-cylinder unit. Both alternatives enable the desired evacuation of the dosing with relatively little effort.
  • the weight sensor is set up to detect the weight of the filled dosing container during its movement from the melt receiving location to the melt discharge location, and in this way to detect any melt loss.
  • the weight sensor is set up to detect the weight of the dosing container during the melt discharge process, in order to be able to detect whether or when the container is completely emptied.
  • the process according to the invention is carried out with the melt metering device according to the invention.
  • the dosing container is lowered into the melt bath until the predefinable immersion position detected via the weight sensor is reached and the melt opening closure means is controlled into an open position for receiving melt material from the melt bath.
  • An optional protective gas supply can be deactivated and the evacuation device is activated. As a result, melt material is sucked into the dosing tank and, if appropriate, the protective gas is withdrawn from the dosing tank.
  • the absorption of melt material from the melt bath into the metering container takes place after a predefinable period of time or when a predefinable melt fill quantity in the metering container, which is e.g. can be detected by the weight sensor, finished, wherein the melt-opening-closing means of the metering container is controlled in a closed position.
  • the evacuation device is kept activated after completion of picking up melt material from the melt bath into the metering container with the melt opening closure means held closed until a melt discharge process begins. This allows degassing of the melt received in the metering container during its transport to the delivery location.
  • the capillary remains with closed melt opening
  • the retained evacuation of the dosing in combination with the capillary also the melt is securely held on or in the container, causing an unintentional loss of melt on the Transport route from the location to the place of delivery prevents.
  • the melt-opening closure means is controlled to an open position for dispensing melt material from the metering container, and the protective gas is activated.
  • the melted material can be rapidly discharged from the dosing tank with inert gas pressure and possibly by gravity.
  • the weight of the dosing container is moved from the melt receiving location to the melt discharge point. It is monitored for any loss of melt and / or for a complete discharge in the melt discharge process, for which purpose in particular the weight sensor present in the corresponding embodiments of the invention can be used.
  • a die casting machine according to the invention is equipped with the melt metering device according to the invention.
  • This may in particular be a metal diecasting machine wherein the processed metal material is e.g. Aluminum, magnesium or zinc can be.
  • FIG. 1 is a schematic view of a Schmelzezudosiervorraum with an evacuated dosing in longitudinal section and with a vacuum pump as Evakuier Anlagen
  • Fig. 2 is a representation corresponding to FIG. 1 for a variant of
  • Fig. 4 is a schematic flow diagram of one shown in Figs.
  • 1 is a sectional view of a lower part of the metering container of FIG. 1 or 2 in a position for sucking in melt material, a view according to FIG. 4, but with the metering container in a transfer position between the melt receiving location and the melt discharge location, a view corresponding to FIG. 4;
  • a schematic longitudinal sectional view of another Schmelzezudosiervortechnik invention containing a weight sensor a view corresponding to FIG. 8 with the Schmelzezudosiervortechnisch when lowered into a melt bath, a view corresponding to FIG.
  • the melt metering device shown in FIG. 1 includes, as melt receiving means, an evacuatable metering container 1 with a substantially cylindrical container pot 1 a and a lid 1 b, which is placed on the top cover of the container pot 1 a and detachably connected thereto.
  • the container pot 1 a on its upper side an outwardly projecting annular flange 1 c on which the lid 1 b, for. is fastened by means not shown screwed, with a ring seal 2 between the pot flange 1 c and the cover 1 b is inserted.
  • On the cover 1 b is an upwardly projecting flange 3 is formed with a suspension opening 3a, through which the dosing 1 can be mounted pivotably on a transfer unit.
  • the container pot 1 a is in a bottom portion 1 d funnel-shaped with a sloping bottom funnel section, from the down a tubular nozzle portion 1 e protrudes, which forms a melt opening 4 of the container 1, introduced via the melt material into the container 1 and discharged again from this can be.
  • the melt opening 4 is associated with a controllable closure means which includes a parallel to the longitudinal axis of the container pot 1 a longitudinally movable in the dosing container 1 arranged sealing plug 5.
  • a controllable closure means which includes a parallel to the longitudinal axis of the container pot 1 a longitudinally movable in the dosing container 1 arranged sealing plug 5.
  • the closing plug 5 can be selectively brought into a closed position or an open position, wherein FIG. 1 shows the closing plug 5 in its open position opening the melt 4.
  • a corresponding linear drive 6 which is attached to the container lid 1 b.
  • the dosing 1 is associated with an Evakuier Nureau, which includes a vacuum pump 7 in the example of FIG.
  • the dosing container 1 is associated with a protective gas supply means, which includes a protective gas source 9, which is coupled via a protective gas line 10 to the combined vacuum / protective gas line 8.
  • a protective gas supply means which includes a protective gas source 9, which is coupled via a protective gas line 10 to the combined vacuum / protective gas line 8.
  • an optional manual shut-off valve 1 1 and a controllable solenoid valve 12 is provided in the inert gas 10.
  • an inner space 14 of the dosing container 1 can optionally be evacuated or mixed with a conventional protective gas, e.g. a nitrogen gas, are applied.
  • a section 8a of the combined vacuum / shield gas line 8 is designed as a flexible line section, e.g.
  • the dosing container 1 in the form of a corresponding piece of tubing, realized in such a way that the dosing container 1 remains movable to a corresponding extent with respect to the vacuum pump 7 and the protective gas source 9.
  • the metering container 1 can thus unimpeded from its coupling to the vacuum pump 7 and the protective gas source 9 perform the desired melt transport movement, even if the vacuum pump 7 and the inert gas source 9 are arranged stationary.
  • the metering container 1 further has a melt level sensor 13 for detecting the melt level in the container 1.
  • the level sensor 13 is formed as a measuring rod of known type, which is fixed to the container lid 1 b and from there down into the container interior 14 extends.
  • the melt level sensor 13 continuously detects the level of melt material in the container 1 or detects when the melt level has reached or exceeded a certain threshold.
  • the dosing tank 1 is a melt bath immersion sensor
  • the senor 15 is arranged, with which it can be detected whether and / or how deep the container 1 is immersed in a molten bath of a melting furnace for receiving melt material.
  • the sensor 15 is formed by a measuring rod known per se for this purpose, which is fixed at the outer edge of the container lid 1 b outside of the container pot 1a pointing downwards. He extends with its probe part at least down to the level of the pot bottom portion 1 d and the tubular inlet / outlet 1 e e. Thereby, he can detect the immersion of the inlet / outlet nozzle 1 e in the melt bath.
  • Fig. 2 shows a variant of the device of Fig. 1, which differs from this only in the realization of Evakuier Anlagen.
  • the same reference numerals are used for identical or functionally equivalent components, and it can be made to the extent of the above description of FIG. 1 reference.
  • the Evakuier shark's beautiful includes a piston-cylinder unit 17 with a cylinder 16, a piston 18 axiallybeweglich in this guided and a piston outgoing from this on one side of the piston rod 19, which on an end face of the cylinder
  • Fig. 3 shows a melt metering device of the type of Fig. 1 or 2 in use in a casting device.
  • the pouring device is exemplified as a metal die casting machine for casting metal parts e.g. made of aluminum, magnesium or zinc.
  • the die casting machine includes in a conventional manner a structure 22 for a mold not shown here with a fixed and a movable mold half, which is actuated by a likewise not shown here closing part, and with a melt supply unit, which in the example shown horizontally arranged casting cylinder 23 with the top of the melt supply port 24 and a casting piston 5 includes.
  • the casting piston 5 is arranged axially movable in the casting cylinder 23 between a supply opening 24 for the purpose of melt supply releasing, retracted position, as shown in Fig. 3, and an advanced position, wherein the casting piston 25 by advancing in the advanced end position previously fed into the casting cylinder 23 , Pressed metered amount of molten metal in the previously closed mold.
  • the die casting machine includes a melting furnace 26 arranged at a predetermined distance from the casting mold assembly 22.
  • the melting furnace 26 is of a type known per se with a crucible 27 for preparing a melt bath 28 of the respective metal material.
  • the die casting machine is equipped with a Schmelzezudosiervorraum in the manner of Fig. 1 or 2, in order for the respective casting a predetermined, metered amount of molten metal melt bath - -
  • the melt metering device takes 28 to transfer to the supply port 24 of the casting cylinder 23 and deliver there into the casting cylinder 23.
  • the melt metering device has the metering container 1 and a transfer unit 29, to which the metering container 1 is coupled.
  • the transfer unit 29 includes a swivel arm 31 actuated by an associated swivel drive 30, to whose free end the dosing container 1 is articulated via its suspension 3, 3a.
  • the pivot arm 31 performs a symbolized with a dashed curve curve 32, approximately semicircular pivotal movement to the dosing 1 between a melt receiving point in the crucible 27, shown by solid lines, and a Schmelzeabgabeort the casting cylinder 23, shown with dashed lines move.
  • the articulation of the metering container 1 to the pivot arm 31 is chosen so that the metering container 1 as shown relative to the pivot arm 31 is limited rotatable so that it assumes a vertical position at the Schmelzeabilityort in the crucible 27, at the Schmelzeabgabeort above the casting cylinder 23, however, a like shown occupies slight inclination relative to its vertical position.
  • a sprocket mechanism with a chain 33 between a drive-side sprocket 34 at the hinged end of the swivel arm 31 and a container-side sprocket 35 at the container linkage at the free swivel arm end, wherein the sprockets 34, 35 are designed with suitably different numbers of teeth, For example, the drive-side sprocket 34 with a larger number of teeth than the container-side sprocket 35.
  • the dosing 1 synchronously performs a pivotal movement between its vertical position at the melt receiving point in the crucible 27 and its inclination at the Schmelzeabgabeort above the casting cylinder 23.
  • the transfer unit 29 holds the dosing container 1 in a waiting position, step S1 in FIG. 4, outside the crucible 27 above the melting furnace 26. In this waiting position, the evacuation device 7, 16 to 21 is deactivated. As soon as the execution of a casting operation is requested, the transfer unit 29 lowers the dosing container 1 into the crucible 27 until it is recognized by the dip sensor 15 that the dosing container 1 with its inlet / outlet nozzle 1 e is immersed in the melt bath 28.
  • the immersion sensor 15 detects that it has reached with its slightly above the level of the lower edge of the nozzle 1 e sensor element a bath level 28 a of the melt bath 28.
  • the corresponding signal of the immersion sensor 15 is used as a control signal, by which the closure plug 5 is controlled in its open position, if he has not already been there in the waiting teposition of the dosing 1, the solenoid valve 9 is closed and the Evakuier worn 7, 16 until 21 is activated.
  • the solenoid valve 9 is expediently opened before immersing the metering container 1 in the melt bath 28, so that the container interior 14 is subjected to inert gas.
  • step S2 in FIG. 4 a desired, metered amount of melt from the melt bath 28 is received in the dosing tank 1, step S3 in FIG. 4.
  • the evacuation device 7, 16 to 21 activated, and by the negative pressure arising in the container interior 14, melt 37 is sucked into the container interior 14 via the inlet / outlet opening 4 released by the closure plug 5, as illustrated in FIG. 5 by melt flow arrows 36.
  • the level sensor 13 responds to this and outputs a corresponding signal which terminates the melt receiving process.
  • the closure plug 5 is advanced into its closed position closing the opening 4, in which it closes the melt opening 4 while leaving a capillary opening 4a, as indicated in FIG.
  • the closure plug 5 does not completely close the melt opening 4 in the closed position, but the capillary opening 4a remains between an inner edge 1 e 'of the inlet / outlet nozzle 1 e and an outer edge 5 a of the sealing plug 5.
  • the metering of the amount of melt to be received in the container 1 can be effected by setting a predefinable time duration and / or a presettable suction effect of the evacuation device for the melt suction process.
  • closing plug 5 can again be controlled into its closed position, and / or the suction power of the evacuation device is activated only for a predefinable period of time with a suction power sufficient to draw melt into container 1.
  • the detection signal of the limit switch element 21 can be used to control the sealing plug 5 in its closed position when the piston 18 has reached its center position B.
  • the activity of Evakuier worn 7, 16 to 21 is maintained, possibly with a modified suction.
  • this can be done, for example, by switching the vacuum pump 7 to a lower suction quantity or suction power.
  • the suction action for receiving the melt 37 is effected by moving the piston 18 back from its advanced end position A to the center position B.
  • This center position of the piston 18 is detected by the limit switch element 21, the detection signal then switches the associated linear drive 20 for the piston rod 19 to lower speed, substantially simultaneously with the closing movement of the sealing plug 5.
  • the piston 18 With its slower movement from the center position B holds in its retracted end position C. the piston 18 then maintains a modified suction.
  • melt material is drawn by the suction effect on the capillary 4a and therefore remains adhered to the container 1, without undesirably dripping down.
  • the Kapillarifies the Kapillarö réelle 4a is designed to take into account the other influencing parameters, such as shape of the inlet / outlet nozzle, suction pressure and density and viscosity of the melt material and is determined, for example experimentally.
  • a melt discharge operation can be carried out, in which the metered amount of melt 37 is filled from the dosing 1 via the supply port 24 with retarded plunger 25 into the casting cylinder 23, see step S5 in Fig. 4.
  • the closure plug 5 is again controlled in its retracted open position in which it releases the inlet / outlet port 4.
  • Solenoid valve 12 is opened, thereby activating the Schutzgasbeetzschung the container interior again.
  • the evacuation effect of the evacuation device is deactivated.
  • the latter is achieved in the apparatus of Fig. 1 by switching off the vacuum pump 7.
  • the piston 18 In the device of Fig. 2, the piston 18 is held in its retracted end position C. Alternatively, in this case, the piston 18 can be brought back into its advanced position A during the emptying process of the dosing container 1.
  • the melt received in the container 1 consequently empties via the inlet / outlet opening 4 and the supply opening 24 from the container 1 into the casting cylinder 23 due to gravity and assisted by the pressurization of the container interior 14 with inert gas under pressure and possibly also by the piston feed movement from its rear end position C in its front end position A.
  • Fig. 7 shows a detail of the dosing 1 in this emptying position, symbolized by corresponding Schmelzeausströmpfeile 38.
  • the dosing 1 is then ready again to carry out a new melt receiving operation and is by the transfer unit 29 from its emptying position to the waiting position on the furnace 26 or the same pivoted back into its melt receiving position in the crucible 27.
  • FIGS. 8 to 14 A further advantageous embodiment of the invention is shown in FIGS. 8 to 14.
  • this device has identical or functionally equivalent components as those according to FIGS. 1 to 7, the same reference numerals are used for easier understanding, and reference may be made to the above description of the device according to FIGS. 1 to 7, including their mode of operation and advantages , This also applies, for example, to the leaving of the capillary opening 4a between the inlet / outlet nozzle 1e and the sealing plug 5, when the latter is in its melt opening 4 - - Closing position otherwise closed, as shown in Fig. 8.
  • the device of FIGS. 8 to 14 additionally has a weight sensor 40 which is arranged between the linear drive 6 of the closure stopper 5 and a carrier element 41 realized here as a piston-cylinder unit the metering container 1 is coupled in this example to a transfer unit, not shown, which in construction and operation, for example the transfer unit 29 corresponds to FIG. 3.
  • the container pot 1 a is held in this example on the container lid 1 b to a housing of the piston-cylinder unit 6.
  • the weight sensor 40 which is also referred to as a load cell, conventionally comprises a measuring element for measuring the weight of the coupled metering container 1 together with the piston-cylinder unit 6 and an evaluation part for evaluating the weight force measurement.
  • the Sensoraustician can be integrated as required and application with the measuring element in a common sensor housing or otherwise housed as hardware and / or software, e.g. as part of a control unit, not shown here, which performs the various control tasks of the melt metering device.
  • characteristic functionalities for the weight sensor 40 are implemented.
  • a first functionality of the weight sensor 40 is to transfer the dosing container 1 for receiving melt from the melt bath 28 into a desired, defined aspiration or insertion position 1A, as shown in FIG. 9 corresponding to FIG. 5.
  • the dosing container 1 is moved again from the melt discharge point to the melt receiving location after a previous emptying operation, where it is lowered onto the melt bath 28.
  • the melt bath 28 exerts a buoyancy-dependent buoyancy force on the container 1, resulting in a corresponding reduction of the weight force measured by the weight sensor 40 leads.
  • an optimum immersion position is given, for example, in the position in which the melt bath mirror 28a is located at the upper end of the inlet / outlet nozzle 1e, so that the nozzle 1e is completely immersed in the melt bath 28 during the pot bottom region 1 d widening from there does not dip into the melt bath 28.
  • this minimizes disruptions of the melt surface layer and avoids melt adhesions on the container bottom region 1 d outside the nozzle region 1 e.
  • the closure plug 5 After reaching the desired immersion position, the closure plug 5 is then returned to its open position, and the evacuation device is activated, as illustrated in FIG. 10 by a plug return arrow 42 and evacuation flow arrows 43. As a result, melt 37 is sucked into the container 1, as illustrated by the melt flow arrows 36.
  • the weight sensor 40 monitors the amount of melt 37 sucked into the container 1 during the melt picking process by measuring the container weight. This can be facilitated by zeroing the weight sensor 40 once the immersion position 1 A of the container 1 has been reached is so that he then directly the weight of the sucked into the container 1 melt amount 37 detected.
  • the suction process is ended by advancing the closing stopper 5 into its closed position, as shown in FIG. as symbolized by a movement arrow 44, and the dosing container 1 is lifted out of the melt bath 28. Thereafter, the dosing tank 1 is moved from the melt receiving location to the melt discharging location, with the evacuation feed maintained at the same or modified suction power, as explained above for step S4 of FIG.
  • FIG. 12 shows in cross-section the capillary opening formed in this case as a circumferentially continuous capillature gap 4ai between the plug outer wall 5a and the socket inner wall 1e '.
  • the outer diameter of the sealing plug 5 is selected to be slightly smaller by a corresponding Kapillarvie than the inner diameter of the inlet / outlet nozzle 1 e.
  • the optimum capillary width for the desired effect can be selected for the particular application, e.g. be determined empirically.
  • FIG. 13 shows an alternative design of the capillary opening 4a in the form of a plurality of circumferentially distributed capillary grooves 4a 2 , which in this example are provided axially extending as grooves on the inner edge of the inlet / outlet nozzle 1e. It is understood that further alternative configurations of the capillary opening 4a are possible. So can Instead of the circumferentially continuous Kapillringepalts 4ai be provided only over a part of the total circumference Kapillarringspalt. In other alternative embodiments, only one capillary groove is provided instead of the capillary grooves 4a2, and / or the at least one capillary groove does not extend exactly axially, but with a component in the circumferential direction.
  • one or more capillary grooves are provided on the outer circumference of the closure plug 5 instead of on the inner edge of the nozzle 1 e, or at least one capillary groove is provided both on the closure plug 5 and on the nozzle 1 e.
  • the weight sensor 40 monitors the weight of the filled dosing container 1 during its transport from the melt receiving location to the melt discharge location. As a result, any dripping or leaching of the melt 37 received by the container 1 can be detected.
  • the emptying process is triggered by, as shown in Fig. 14, the closure plug 5 is moved back to its open position, as symbolized by a movement arrow 45, and the evacuation switched off and on Venting or Schutzgasbeetzwegung is switched on, as symbolized by flow arrows 46.
  • the melt 37 thus passes quickly from the container 1 into the casting cylinder 23, as symbolized by the outflow arrows 38.
  • the shape of the container 1 and in particular its bottom portion 1 d including the nozzle 1 e allows complete emptying of the container 1 in its shown vertical position above the casting cylinder 23, without having to be tilted to it.
  • the weight sensor 40 monitors in a further implemented functionality the complete emptying of the container 1, by the - -
  • Container weight monitored during emptying process. As soon as it is detected by the weight sensor 40 that the weight reduction during the emptying process corresponds to the weight increase during the filling process, a complete emptying of the container 1 can be concluded. If required, this monitoring between the intake volume and the quantity of discharged melt can be used as a plausibility check for quality assurance purposes.
  • closure plug 5 is preferably moved back into its closed position and the Schutzgasbeaufschlagung can be terminated.
  • the lowering of the dosing tank 1 into the molten bath 28 can be monitored by using the weight sensor 40, so that the immersion sensor 15 as used in the embodiment of Figs , can be omitted.
  • the lowering of the metering tank 1 into the molten bath 28 may be 1 A monitored using a pressure measurement or controlled in order to achieve the desired dipping position.
  • the container 1 is lowered with the closure stopper 5 moved into its open position, while the protective gas loading of the container 1 is kept active.
  • the invention provides a very advantageous, novel melt metering device with which melt can be transported in a precisely metered amount without the ingress of air from a melt bath to a melt discharge location.
  • the dosing is evacuated.
  • the dosing can be kept closed and a negative pressure in the dosing be maintained. This causes, in particular in combination with a capillary opening at the otherwise closed melt opening, that the melt can be held securely on and in the container even in the critical area there.
  • the metering container can have a removal nozzle with a very small cross-section relative to a main part of the container, whereby it only needs to be immersed in the melt bath with this inlet connector, which minimizes the effects of dripping on the surface of the melt bath.
  • the evacuation of the dosing tank also keeps heat losses low, with additional thermal insulation being provided for the tank walls as needed, e.g. the pot wall and / or the container lid.
  • One aspect of the invention also provides specific advantageous implementations for a weight sensor equipped with corresponding melt metering devices.
  • the weight sensor is used to monitor the weight of the empty dosing container when lowering into the melt bath, which makes it possible to achieve a desired, optimum dipping / suction position in a simple manner without requiring a separate position sensor, for example in the form of an outside to be arranged on the dosing Schmelzebad- immersion sensor is necessary.
  • the weight sensor can be implemented with additional functionalities. Thus, for example, it can monitor the container weight during the transport of the dosing container from the melt receiving location to the melt discharge location, in order to be able to determine whether undesirable melt drips off the container or runs out of it.
  • the weight sensor may monitor the container weight during the melt suction process to detect when the desired amount of melt has been sucked into the container to stop the melt picking operation.
  • the weight sensor may be used to monitor the container weight during the evacuation process to determine if the container has been completely emptied. It is understood that only a part of these mentioned functions for the weight sensor needs to be implemented as needed.
  • FIGS. 1 to 7 show an embodiment according to the invention without a weight sensor, but with a capillary opening
  • FIGS. 8 to 14 show an embodiment which has both the weight sensor and the capillary opening.
  • the invention also includes embodiments that have only the weight sensor in corresponding implementations, however, not the capillary opening at the otherwise closed melt opening.
  • the melt metering device according to the invention can be used not only for the explicitly shown case of metal diecasting machines, but for any other pouring devices in which melt is to be transferred from a spatially remote melt bath to a melt discharge location, for example also in mold casting plants.
  • the melt metering device according to the invention is very easily adaptable to existing casting units and furnaces, so that existing installations can easily be retrofitted therewith.

Landscapes

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Abstract

The invention relates to a molten material metering device for a casting system, wherein the molten material metering device comprises a metering container which can be evacuated and moved between a melt receiving point and a melt discharge point and which is designed to remove a meterable quantity of molten casting material from a melt bath at the melt receiving point and to transfer said material to the melt discharge point of the casting system and to discharge said material there. The invention also relates to a molten material metering method that can be carried out by using such a device and to a casting machine equipped with such a molten material metering device. A molten material metering device according to the invention comprises an actuatable closure means (5, 6) for selectively opening and closing a melt opening (4) of the metering container, wherein the closure means, in the closed position thereof, closes the melt opening of the metering container, leaving a capillary opening, and/or comprises a weight sensor (40) which is designed to monitor the weight of the empty metering container, as the latter is lowered into the melt bath, with respect to reaching a predefinable submerged position of the metering container.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Schmelzezudosierung und Gießmaschine  Apparatus and method for melt metering and casting machine
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schmelzezudosiervornchtung für ei- ne Gießeinrichtung, wobei die Schmelzezudosiervornchtung einen zwischen einem Schmelzeaufnahmeort und einem Schmelzeabgabeort bewegbaren, evakuierbaren Dosierbehälter aufweist, der dafür eingerichtet ist, eine dosierbare Menge an Gießschmelzematerial am Schmelzeaufnahmeort aus einem Schmelzebad zu entnehmen, an den Schmelzeab- gabeort der Gießeinrichtung zu überführen und dort abzugeben, auf ein mit einer solchen Vorrichtung durchführbares Schmelzezudosierungs- verfahren und auf eine mit einer solchen Schmelzezudosiervornchtung ausgerüstete Gießmaschine. Derartige Vorrichtungen und Verfahren kommen z.B. bei Metalldruckgießmaschinen zur Zudosierung der zu gießenden Metallschmelze zum Einsatz. The invention relates to a melt metering device for a pouring device, wherein the melt metering device has an evacuatable metering container which is movable between a melt receiving location and a melt discharge location and is adapted to remove a meterable amount of cast melt material from a melt bath at the melt picking location - Place to transfer the casting device and deliver it there, on a feasible with such a device Schmelzezudosierungs- method and on a equipped with such Schmelzezudosiervornchtung casting machine. Such devices and methods come e.g. in metal die casting machines for metering the molten metal to be cast used.
Es sind Schmelzezudosiervorrichtungen bekannt, bei denen Gießschmelzematerial durch Eintauchen eines Gieß- bzw. Schöpflöffels in ein Schmelzebad aufgenommen wird, der anschließend zu einem Schmelzeabgabeort bzw. Gießort überführt wird, um dort das Schmel- - - zematerial abzugeben. Der Löffel kann handbetätigt oder an eine maschinelle Transfereinheit angekoppelt sein, die ihn betätigt. Während des Transfers ist die Oberfläche der im Löffel aufgenommenen Schmelze Atmosphärenluft ausgesetzt. Melt-metering devices are known in which casting melt material is absorbed by immersing a pouring ladle into a melt bath, which is subsequently transferred to a melt discharge location or pouring location in order to melt the melt. - - deliver zematerial. The bucket can be manually operated or coupled to a mechanical transfer unit that actuates it. During transfer, the surface of the melt received in the bucket is exposed to atmospheric air.
Alternativ sind Schmelzezudosiersysteme in Gebrauch, bei denen das Schmelzematerial durch eine mechanische Pumpe oder durch pneumatisches Verdrängen vom Schmelzebad eines Schmelzofens in ein nach unten geneigtes Überführrohr befördert wird, in welchem es zum Schmelzeabgabeort fließt. Diese Systeme sind jedoch vergleichsweise aufwändig, und das Schmelzematerial kühlt durch das Entlangströmen im Überführrohr relativ stark ab, wenn keine entsprechenden Gegenmaßnahmen getroffen werden. Weiter alternativ sind Schmelzezudosiervorrichtungen der eingangs genannten Art bekannt. Diese beinhalten einen evakuierbaren Dosierbehälter mit zugeordneter Evakuiereinrichtung. Die Offenlegungsschrift JP 2000-218360 A offenbart eine Schmelzezudosiervorrichtung dieses Typs, bei der die Schmelzeöffnung von einem Rohrstutzen gebildet ist, der sich vom Bodenbereich des Dosierbehälters aus sowohl nach innen als auch nach außen erstreckt. Die nach innen weisende Rohrstutzenhälfte wird von einem haubenförmigen Stirnendabschluss eines Hohlrohrs überdeckt, das längsmittig im Dosierbehälter angeordnet ist und an eine Inertgasquelle angeschlossen ist. An der Behälteraußenseite ist ein Eintauchsensor angeordnet, mit dem das Absenken des Behälters in das Schmelzebad bis zum Erreichen einer vorgebbaren Eintauchposition überwacht wird. Mittels eines Gewichtssensors wird die Menge an in den Dosierbehälter eingesaugtem Schmelzematerial überwacht. Dadurch kann ein herkömmlich im Behälter vorgesehener Füllstandssensor entfallen. - - Alternatively, melt metering systems are in use in which the melt material is conveyed by a mechanical pump or by pneumatic displacement from the melt bath of a melting furnace into a downwardly inclined transfer pipe in which it flows to the melt discharge location. However, these systems are relatively complex, and the melt material cools relatively by the flow along the transfer tube, if no appropriate countermeasures are taken. Further alternatively, melt metering devices of the type mentioned are known. These include an evacuated dosing with associated Evakuiereinrichtung. JP 2000-218360 A discloses a melt metering device of this type, in which the melt opening is formed by a pipe socket which extends from the bottom region of the metering container both inwardly and outwardly. The inwardly facing pipe socket half is covered by a hood-shaped Stirnendabschluss a hollow tube, which is arranged longitudinally in the metering and is connected to an inert gas source. An immersion sensor is arranged on the outside of the container, with which the lowering of the container into the melt bath is monitored until a predefinable immersion position is reached. By means of a weight sensor, the amount of melted material sucked into the dosing tank is monitored. As a result, a filling level sensor conventionally provided in the container can be dispensed with. - -
In der Offenlegungsschrift JP 2009-039764 A ist eine ähnliche Schmel- zezudosiervorrichtung des Typs mit evakuierbarem Dosierbehälter offenbart, dessen Schmelzeöffnung ebenfalls von einem sich vom Behälterboden sowohl nach innen als auch nach außen erstreckenden Rohr- stutzen gebildet ist. Bei der dortigen Vorrichtung wird die nach innen ragende Rohrstutzenhälfte von einem haubenförmigen Stirnende einer axial beweglichen Verschlussstange überdeckt. Durch Vor- und Zurückbewegen kann die Verschlussstange zwischen einer die Schmelzeöffnung freigebenden Öffnungsstellung und einer die Schmelzeöffnung am oberen, inneren Ende des Rohrstutzens verschließenden Schließstellung bewegt werden. Durch einen im Behälter angeordneten Füllstandssensor wird detektiert, ob in den Behälter eingesaugtes Schmelzematerial einen vorgebbaren Füllstand erreicht hat. Das Behälterinnere kann wahlweise evakuiert oder mit einem Inertgas beaufschlagt werden. Die nach innen weisende Rohrstutzenhälfte der Schmelzeöffnung erschwert bzw. verhindert bei den Vorrichtungen gemäß JP 2000-218360 A und JP 2009-039764 A ein vollständiges Entleeren des Behälters am Schmelzeabgabeort, selbst wenn der Behälter dazu, wie dort beschrieben, schräg gehalten wird. In the published patent application JP 2009-039764 A a similar melt metering device of the type with evacuatable metering container is disclosed, the melt opening of which is likewise formed by a pipe stub which extends from the container bottom both inwardly and outwardly. In the local device, the inwardly projecting pipe socket half is covered by a hood-shaped front end of an axially movable locking rod. By moving back and forth, the closure rod can be moved between an opening position releasing the melt opening and a closed position closing the melt opening at the upper, inner end of the pipe socket. A fill level sensor arranged in the container detects whether melt material sucked into the container has reached a predefinable fill level. The container interior can optionally be evacuated or charged with an inert gas. In the devices according to JP 2000-218360 A and JP 2009-039764 A, the inwardly pointing pipe socket half of the melt opening impedes or prevents a complete emptying of the container at the melt discharge point, even if the container is held obliquely there as described there.
Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung einer Schmelzezudosiervorrichtung der eingangs genannten Art sowie eines von dieser durchführbaren Schmelzezudosierverfahrens und einer mit dieser ausgerüsteten Gießmaschine zugrunde, mit denen sich das Gießschmelzematerial in vorteilhafter Weise aus einem Schmelzebad dosierbar entnehmen und zu einem Abgabeort überführen lässt, wobei unerwünschte Oxidationseffekte des überführten Schmelzematerials und/oder unerwünschte Schmelzeverluste beim Dosierbehältertransport vom Schmelzeaufnahmeort zum Schmelzeabgabeort ganz oder jeden- falls weitgehend vermieden werden. - - The invention is based on the technical problem of providing a Schmelzezudosiervorrichtung of the type mentioned above and a feasible by this Schmelzezudosierverfahrens and equipped with this casting machine with which the casting melt material can be metered from a molten bath in an advantageous manner and transferred to a delivery point, where unwanted Oxidation effects of the transferred melt material and / or undesirable melt losses in Dosierbehältertransport from the melt receiving point to the melt discharge point wholly or at least largely avoided. - -
Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung einer Schmelzezudosiervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , eines Schmelzezudosierverfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 9 und einer Gießmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 15. Vorteil- hafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. The invention solves this problem by providing a melt metering device having the features of claim 1, a melt metering method having the features of claim 9 and a casting machine having the features of claim 15. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.
Die erfindungsgemäße Schmelzezudosiervorrichtung weist einen evakuierbaren Dosierbehälter und eine Evakuiereinrichtung zur Evakuierung des Dosierbehälters auf. Durch das Evakuieren des Dosierbehälters wird vermieden, dass das im Dosierbehälter aufgenommene Gießschmelzematerial Atmosphärenluft oder einer anderen für die Schmelze nachteiligen Atmosphäre ausgesetzt ist. So kann das Schmelzematerial im evakuierten, geschlossenen Dosierbehälter sicher und chemisch un- beeinflusst zum Schmelzeabgabeort bzw. Gießort überführt werden. Die Verwendung des evakuierbaren und damit zwangsläufig geschlossenen Dosierbehälters minimiert zudem Wärme Verluste für das transportierte Schmelzematerial, wobei der Dosierbehälter optional mit einer thermischen Isolierung versehen sein kann. The melt metering device according to the invention has an evacuatable metering container and an evacuation device for evacuating the metering container. By evacuating the metering container, it is avoided that the casting melt material received in the metering container is exposed to atmospheric air or another atmosphere which is detrimental to the melt. In this way, the melt material in the evacuated, closed dosing tank can be transferred safely and chemically unaffected to the melting discharge location or casting location. The use of the evacuated and therefore inevitably closed dosing also minimizes heat losses for the transported melt material, the dosing can optionally be provided with a thermal insulation.
Charakteristischerweise beinhaltet die erfindungsgemäße Schmelzezudosiervorrichtung ein ansteuerbares Verschlussmittel zum wahlweisen Öffnen und Schließen einer Schmelzeöffnung des Dosierbehälters, das in seiner Schließstellung die Schmelzeöffnung des Dosierbehälters unter Belassung einer Kapillaröffnung verschließt, und/oder einen speziellen Gewichtssensor, der dafür eingerichtet ist, das Gewicht des leeren Dosierbehälters beim Absenken in das Schmelzebad auf das Erreichen einer vorgebbaren Eintauchposition des Dosierbehälters zu überwachen. Eine Anforderung an den evakuierbaren Dosierbehälter besteht häufig darin, dass auf dem Transportweg vom Schmelzeaufnahmeort zum Schmelzeabgabeort möglichst kein Schmelzematerial vom Behälter ab- - - tropft bzw. aus diesem herausleckt. Es hat sich gezeigt, dass diese Anforderung mit dem speziellen Verschlussmittel besonders gut erfüllt wird, das in seiner Schließstellung eine Kapillaröffnung belässt und somit nicht versucht, die Schmelzeöffnung dicht zu verschließen. Dank der Kapillaröffnung kann Schmelzematerial, das nach Anheben des Dosierbehälters aus dem Schmelzebad im Bereich der Schmelzeöffnung verbleibt, durch die aufrechterhaltene Evakuierung des Behälterinneren und den dadurch auch im Bereich der Kapillaröffnung wirkenden Unter- bzw. Saugdruck sicher und zuverlässig am und im Behälter gehalten werden, ohne von diesem weg nach unten zu tropfen bzw. aus diesem herauszulecken. Characteristically, the melt metering device according to the invention comprises a controllable closure means for selectively opening and closing a melt opening of the metering container, which closes the melt opening of the metering container in its closed position leaving a capillary opening, and / or a special weight sensor which is adapted to the weight of the empty metering container during Lowering in the melt bath to the achievement of a predetermined immersion position of the dosing to monitor. A requirement for the evacuatable metering container often consists in that, as far as possible, no melt material is removed from the container during the transport from the melt receiving location to the melt discharge location. - - dripping or leaking out of it. It has been found that this requirement is met particularly well with the special closure means, which leaves a capillary opening in its closed position and thus does not attempt to close the melt opening tightly. Thanks to the capillary opening, melt material which remains in the area of the melt opening after the metering container has been lifted out of the melt bath can be reliably and reliably held on and in the container by the sustained evacuation of the container interior and the underpressure or suction thus also acting in the area of the capillary opening. without dripping down or licking away from it.
Durch den zusätzlich oder alternativ zu diesem speziellen Verschlussmittel vorgesehenen Gewichtssensor kann der Dosierbehälter sicher und zuverlässig in seine vorgebbare Eintauchposition zum Aufnehmen von Schmelzematerial aus dem Schmelzebad gebracht werden, ohne dass dazu ein eigener Eintauchsensor erforderlich ist. Der Gewichtssensor nutzt dafür den Effekt, dass sich das Gewicht des leeren Dosierbehälters beim Eintauchen in das Schmelzebad aufgrund der resultieren- den Auftriebskraft messbar verringert. Dieser Effekt ist umso ausgeprägter, je leichter der Dosierbehälter ist. Zusätzlich kann dieser Effekt durch die Gestaltung des Dosierbehälters im eintauchenden unteren Bereich beeinflusst werden. In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Kapillaröffnung durch einen Kapillarringspalt zwischen einem Innenrand der Schmelzeöffnung und einem Außenrand des Verschlussmittels oder durch wenigstens eine Kapillarspaltrille gebildet, die am Innenrand der Schmelzeöffnung oder am Außenrand des Verschlussmittels vorgesehen ist. Dies stellt funktio- nell vorteilhafte und herstellungstechnisch einfache Realisierungen für die Kapillaröffnung dar. - - By additionally or alternatively provided for this special closure means weight sensor, the dosing can be safely and reliably brought into its predefinable immersion position for receiving melt material from the melt, without the need for a separate immersion sensor is required. The weight sensor uses the effect of measurably reducing the weight of the empty dosing container when it is immersed in the melt bath due to the resulting buoyancy force. This effect is the more pronounced the lighter the dosing tank. In addition, this effect can be influenced by the design of the dosing in the submerged lower area. In one development of the invention, the capillary opening is formed by a Kapillarringspalt between an inner edge of the melt opening and an outer edge of the closure means or by at least one Kapillarspaltrille which is provided on the inner edge of the melt opening or on the outer edge of the closure means. This represents functionally advantageous and manufacturing-technically simple implementations for the capillary opening. - -
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Schmelzeöffnung in einem Bodenbereich des Dosierbehälters vorgesehen, und das ansteuerbare Verschlussmittel beinhaltet einen längsbeweglich im Dosierbehälter angeordneten Verschlussstopfen. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass der Dosierbehälter zum Aufnehmen von Schmelzematerial nur mit seinem Bodenbereich bis zum Schmelzebad abgesenkt werden muss, um Schmelze über die Schmelzeöffnung aus dem Schmelzebad in den Dosierbehälter einzusaugen. Zudem braucht zum Abgeben der Schmelze aus dem Dosierbehälter lediglich das Verschlussmittel die Schmelzeöff- nung freizugeben, ohne dass der Dosierbehälter dazu bewegt, z.B. in eine Entleerungsstellung verkippt, werden muss. Die Schmelzeöffnung lässt sich problemlos so gestalten, dass sich der Dosierbehälter vollständig entleert, ohne dass dafür zusätzliche Maßnahmen erforderlich sind. Dazu kann die Schmelzeöffnung z.B. an einem tiefsten Punkt des Behälterbodens vorgesehen sein. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Schmelzeöffnung durch einen vom Bodenbereich des Dosierbehälters nach außen abragenden, rohrförmigen Stutzenbereich gebildet. Der Dosierbehälter braucht dann nicht in seiner ganzen Breite des Bodenbereichs, sondern nur mit seinem Stutzenbereich in das Schmelzebad eingetaucht werden, um Schmelze in den Dosierbehälter einzusaugen. Der Stutzenbereich lässt sich mit vergleichsweise geringem Durchmesser realisieren, wodurch Aufreißeffekte der Schmelzeoberflächenschicht des Schmelzebades minimal gehalten werden können. In one embodiment of the invention, the melt opening is provided in a bottom region of the dosing container, and the controllable closure means includes a longitudinally movably arranged in the dosing container sealing plug. This arrangement has the advantage that the metering container for receiving melt material only has to be lowered with its bottom region to the melt bath in order to suck melt from the melt bath into the metering container via the melt opening. In addition, for discharging the melt from the metering container, only the closing means needs to release the melt opening without the metering container being moved thereto, e.g. has to be tilted into a discharge position. The melt opening can easily be designed so that the dosing tank empties completely, without the need for additional measures are required. For this, the melt opening can be e.g. be provided at a lowest point of the container bottom. In a further embodiment of the invention, the melt opening is formed by a projecting from the bottom region of the dosing outwardly tubular socket area. The dosing then need not be immersed in its entire width of the bottom portion, but only with its nozzle portion in the melt bath to suck melt into the dosing. The nozzle area can be realized with a comparatively small diameter, whereby tear effects of the melt surface layer of the melt bath can be kept to a minimum.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Schmelzezudosiervorrich- tung ein ansteuerbares Schutzgasbeaufschlagungsmittel auf, durch welches der Dosierbehälter in steuerbarer Weise mit einem üblichen Schutzgas beaufschlagt werden kann, wie es z.B. für eine Schutzgas- atmosphäre in einem Schmelzofen über dem Schmelzebad gebräuchlich ist. Das Schutzgas erfüllt dabei seine übliche Schutzgasfunktion für das Schmelzematerial im Dosierbehälter und kann zudem bei Überdruckan- - - wendung das Austragen der Schmelze aus dem Dosierbehälter am Schmelzeabgabeort unterstützen. In one development of the invention, the melt metering device has a controllable protective gas loading means, by means of which the metering container can be subjected to a conventional protective gas in a controllable manner, as is customary for a protective gas atmosphere in a melting furnace above the melt bath, for example. The inert gas fulfills its usual protective gas function for the melt material in the dosing tank and can also be used in the event of overpressure. - - support the discharge of the melt from the dosing tank at the melt discharge point.
In einer Weiterbildung der Erfindung beinhaltet die Evakuiereinrichtung eine Vakuumpumpe oder eine gesteuert bestätigte Kolben-Zylinder- Einheit. Beide Alternativen ermöglichen mit relativ geringem Aufwand die gewünschte Evakuierung des Dosierbehälters. In a further development of the invention, the evacuation device includes a vacuum pump or a controlled confirmed piston-cylinder unit. Both alternatives enable the desired evacuation of the dosing with relatively little effort.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Gewichtssensor dafür einge- richtet, das Gewicht des befüllten Dosierbehälters bei dessen Bewegung vom Schmelzeaufnahmeort zum Schmelzeabgabeort zu erfassen und auf diese Weise einen etwaigen Schmelzeverlust zu erkennen. In a further development of the invention, the weight sensor is set up to detect the weight of the filled dosing container during its movement from the melt receiving location to the melt discharge location, and in this way to detect any melt loss.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Gewichtssensor dafür einge- richtet, das Gewicht des Dosierbehälters beim Schmelzeabgabevorgang zu erfassen, um dadurch erkennen zu können, ob bzw. wann der Behälter vollständig entleert ist. In a further development of the invention, the weight sensor is set up to detect the weight of the dosing container during the melt discharge process, in order to be able to detect whether or when the container is completely emptied.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird mit der erfindungsgemäßen Schmelzezudosiervorrichtung durchgeführt. The process according to the invention is carried out with the melt metering device according to the invention.
In einer Weiterbildung dieses Verfahrens wird zum Aufnehmen von Schmelzematerial aus dem Schmelzebad der Dosierbehälter bis zum Erreichen der vorgebbaren, über den Gewichtssensor detektierten Ein- tauchposition in das Schmelzebad abgesenkt und das Schmelzeöff- nungs-Verschlussmittel in eine Offenstellung gesteuert. Eine optionale Schutzgasbeaufschlagung kann deaktiviert werden, und die Evakuiereinrichtung wird aktiviert. Dadurch wird Schmelzematerial in den Dosierbehälter eingesaugt und gegebenenfalls das Schutzgas aus dem Do- sierbehälter abgezogen. - - In a development of this method, the dosing container is lowered into the melt bath until the predefinable immersion position detected via the weight sensor is reached and the melt opening closure means is controlled into an open position for receiving melt material from the melt bath. An optional protective gas supply can be deactivated and the evacuation device is activated. As a result, melt material is sucked into the dosing tank and, if appropriate, the protective gas is withdrawn from the dosing tank. - -
In einer Weiterbildung der Erfindung wird das Aufnehmen von Schmelzematerial aus dem Schmelzebad in den Dosierbehälter nach Ablauf einer vorgebbaren Zeitdauer oder bei Erreichen einer vorgebbaren Schmelzefüllmenge im Dosierbehälter, die z.B. durch den Gewichtssen- sor detektiert werden kann, beendet, wobei das Schmelzeöffnungs- Verschlussmittel des Dosierbehälters in eine Schließstellung gesteuert wird. Dies macht das Aufnehmen und Überführen einer genau dosierbaren Schmelzematerialmenge vom Schmelzebad zum Abgabeort vorteilhaft einfach. In a development of the invention, the absorption of melt material from the melt bath into the metering container takes place after a predefinable period of time or when a predefinable melt fill quantity in the metering container, which is e.g. can be detected by the weight sensor, finished, wherein the melt-opening-closing means of the metering container is controlled in a closed position. This advantageously makes it easy to pick up and transfer a precisely metered amount of melt material from the melt bath to the discharge location.
In einer Ausgestaltung der Erfindung wird die Evakuiereinrichtung nach beendetem Aufnehmen von Schmelzematerial aus dem Schmelzebad in den Dosierbehälter bei geschlossen gehaltenem Schmelzeöffnungs- Verschlussmittel aktiviert gehalten, bis ein Schmelzeabgabevorgang be- ginnt. Dies ermöglicht eine Entgasung der im Dosierbehälter aufgenommenen Schmelze während ihres Transports zum Abgabeort. Bei denjenigen Ausführungsformen der Erfindung, bei denen vorgesehen ist, dass die Kapillaröffnung bei geschlossener Schmelzeöffnung verbleibt, wird durch die beibehaltene Evakuierung des Dosierbehälters in Kombi- nation mit der Kapillaröffnung zudem die Schmelze sicher am bzw. im Behälter gehalten, was einem unbeabsichtigten Schmelzeverlust auf dem Transportweg vom Aufnahmeort zum Abgabeort vorbeugt. In one embodiment of the invention, the evacuation device is kept activated after completion of picking up melt material from the melt bath into the metering container with the melt opening closure means held closed until a melt discharge process begins. This allows degassing of the melt received in the metering container during its transport to the delivery location. In those embodiments of the invention in which it is provided that the capillary remains with closed melt opening, the retained evacuation of the dosing in combination with the capillary also the melt is securely held on or in the container, causing an unintentional loss of melt on the Transport route from the location to the place of delivery prevents.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird zum Abgeben von Schmelze- material aus dem Dosierbehälter das Schmelzeöffnungs- Verschlussmittel in eine Offenstellung gesteuert, und die Schutzgasbeaufschlagung wird aktiviert. Dadurch kann das Schmelzematerial mit Schutzgasüberdruck und ggf. durch Schwerkraft zügig aus dem Dosierbehälter ausgetragen werden. In one development of the invention, the melt-opening closure means is controlled to an open position for dispensing melt material from the metering container, and the protective gas is activated. As a result, the melted material can be rapidly discharged from the dosing tank with inert gas pressure and possibly by gravity.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird das Gewicht des Dosierbehälters beim Bewegen vom Schmelzeaufnahmeort zum Schmelzeabgabe- - - ort auf einen etwaigen Schmelzeverlust hin und/oder beim Schmelzeabgabevorgang auf eine vollständige Entleerung hin überwacht, wozu insbesondere der in den entsprechenden Ausführungsformen der Erfindung vorhandene Gewichtssensor verwendet werden kann. In one development of the invention, the weight of the dosing container is moved from the melt receiving location to the melt discharge point. It is monitored for any loss of melt and / or for a complete discharge in the melt discharge process, for which purpose in particular the weight sensor present in the corresponding embodiments of the invention can be used.
Eine erfindungsgemäße Druckgießmaschine ist mit der erfindungsgemäßen Schmelzezudosiervorrichtung ausgerüstet. Dabei kann es sich insbesondere um eine Metalldruckgießmaschine handeln, wobei das verarbeitete Metallmaterial z.B. Aluminium, Magnesium oder Zink sein kann. A die casting machine according to the invention is equipped with the melt metering device according to the invention. This may in particular be a metal diecasting machine wherein the processed metal material is e.g. Aluminum, magnesium or zinc can be.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichn dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen: Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Schmelzezudosiervorrichtung mit einem evakuierbaren Dosierbehälter in Längsschnittdarstellung und mit einer Vakuumpumpe als Evakuiereinrichtung, Fig. 2 eine Darstellung entsprechend Fig. 1 für eine Variante der Advantageous embodiments of the invention are illustrated in the drawing and will be described below. 1 is a schematic view of a Schmelzezudosiervorrichtung with an evacuated dosing in longitudinal section and with a vacuum pump as Evakuiereinrichtung, Fig. 2 is a representation corresponding to FIG. 1 for a variant of
Schmelzezudosiervorrichtung von Fig. 1 mit einer Kolben- Zylinder-Einheit als Evakuiereinrichtung, eine schematische Schnittansicht eines hier interessieren¬
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den Teils einer Metalldruckgießmaschine mit einer Schmelzezudosiervorrichtung nach Art von Fig. 1 oder 2, Schmelzezudosiervorrichtung of Fig. 1 with a piston-cylinder unit as Evakuiereinrichtung, a schematic sectional view of an interest here
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the part of a metal die casting machine with a melt metering device of the type of Fig. 1 or 2,
Fig. 4 ein schematisches Flussdiagramm eines mit den gezeigten Fig. 4 is a schematic flow diagram of one shown in Figs
Vorrichtungen durchführbaren Schmelzezudosierverfahrens, - - eine ausschnittweise Schnittansicht eines unteren Teils des Dosierbehälters von Fig. 1 oder 2 in einer Position zum Einsaugen von Schmelzematerial, eine Ansicht entsprechend Fig. 4, jedoch mit dem Dosierbehälter in einer Überführposition zwischen Schmelzeaufnahmeort und Schmelzeabgabeort, eine Ansicht entsprechend Fig. 4, jedoch mit dem Dosierbehälter in einer Schmelzeabgabeposition, eine schematische Längsschnittansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Schmelzezudosiervorrichtung, die einen Gewichtssensor beinhaltet, eine Ansicht entsprechend Fig. 8 mit der Schmelzezudosiervorrichtung beim Absenken in ein Schmelzebad, eine Ansicht entsprechend Fig. 9 mit der Schmelzezudosiervorrichtung beim Befüllvorgang, eine Ansicht entsprechend Fig. 10 mit der Schmelzezudosiervorrichtung auf dem Transportweg vom Aufnahmeort zum Abgabeort, eine Querschnittansicht längs der Linie Xll-Xll von Fig. 1 1 , eine Querschnittansicht entsprechend Fig. 12 für eine modifizierte Ausführungsform der Erfindung und eine Ansicht entsprechend Fig. 1 1 mit der Schmelzezudosiervorrichtung in Entleerungsposition. - - Devices feasible Schmelzezudosierverfahrens, 1 is a sectional view of a lower part of the metering container of FIG. 1 or 2 in a position for sucking in melt material, a view according to FIG. 4, but with the metering container in a transfer position between the melt receiving location and the melt discharge location, a view corresponding to FIG. 4; However, with the metering in a melt discharge position, a schematic longitudinal sectional view of another Schmelzezudosiervorrichtung invention containing a weight sensor, a view corresponding to FIG. 8 with the Schmelzezudosiervorrichtung when lowered into a melt bath, a view corresponding to FIG. 9 with the Schmelzezudosiervorrichtung during the filling process, a view corresponding to Fig. 10 with the Schmelzezudosiervorrichtung on the transport from the location to the delivery point, a cross-sectional view along the line Xll-Xll of Fig. 1 1, a cross-sectional view corresponding to FIG. 12 for a modified embodiment the invention and a view corresponding to FIG. 1 1 with the Schmelzezudosiervorrichtung in the emptying position. - -
Die in Fig. 1 gezeigte Schmelzezudosiervorrichtung beinhaltet als Schmelzeaufnahmemittel einen evakuierbaren Dosierbehälter 1 mit einem im Wesentlichen zylindrischen Behältertopf 1 a und einem Deckel 1 b, der zur oberseitigen Abdeckung des Behältertopfs 1 a auf diesen aufgesetzt und mit diesem lösbar verbunden ist. Dazu weist der Behältertopf 1 a an seiner Oberseite einen nach außen abstehenden Ringflansch 1 c auf, an dem der Deckel 1 b z.B. mittels nicht gezeigter Ver- schraubungen befestigt ist, wobei eine Ringdichtung 2 zwischen den Topfflansch 1 c und den Deckel 1 b eingefügt ist. Am Deckel 1 b ist ein nach oben abkragender Flansch 3 mit einer Aufhängungsöffnung 3a ausgebildet, durch die der Dosierbehälter 1 schwenkbeweglich an einer Transfereinheit angebracht werden kann. Der Behältertopf 1 a ist in einem Bodenbereich 1 d trichterförmig mit einem schrägen Bodentrichterabschnitt ausgebildet, von dem nach unten ein rohrförmiger Stutzenbereich 1 e abragt, der eine Schmelzeöffnung 4 des Behälters 1 bildet, über die Schmelzematerial in den Behälter 1 eingeleitet und wieder aus diesem abgeführt werden kann. The melt metering device shown in FIG. 1 includes, as melt receiving means, an evacuatable metering container 1 with a substantially cylindrical container pot 1 a and a lid 1 b, which is placed on the top cover of the container pot 1 a and detachably connected thereto. For this purpose, the container pot 1 a on its upper side an outwardly projecting annular flange 1 c on which the lid 1 b, for. is fastened by means not shown screwed, with a ring seal 2 between the pot flange 1 c and the cover 1 b is inserted. On the cover 1 b is an upwardly projecting flange 3 is formed with a suspension opening 3a, through which the dosing 1 can be mounted pivotably on a transfer unit. The container pot 1 a is in a bottom portion 1 d funnel-shaped with a sloping bottom funnel section, from the down a tubular nozzle portion 1 e protrudes, which forms a melt opening 4 of the container 1, introduced via the melt material into the container 1 and discharged again from this can be.
Der Schmelzeöffnung 4 ist ein ansteuerbares Verschlussmittel zugeordnet, das einen parallel zur Längsachse des Behältertopfs 1 a längsbeweglich im Dosierbehälter 1 angeordneten Verschlussstopfen 5 beinhaltet. Durch Längsbewegung, wie mit einem Bewegungspfeil P1 symboli- siert, kann der Verschlussstopfen 5 wahlweise in eine Schließstellung oder eine Offenstellung gebracht werden, wobei Fig. 1 den Verschlussstopfen 5 in seiner die Schmelzeöffnung 4 freigebenden Offenstellung zeigt. Zur Betätigung des Verschlussstopfens 5 dient ein entsprechender Linearantrieb 6, der am Behälterdeckel 1 b befestigt ist. The melt opening 4 is associated with a controllable closure means which includes a parallel to the longitudinal axis of the container pot 1 a longitudinally movable in the dosing container 1 arranged sealing plug 5. By longitudinal movement, as symbolized by a movement arrow P1, the closing plug 5 can be selectively brought into a closed position or an open position, wherein FIG. 1 shows the closing plug 5 in its open position opening the melt 4. For actuating the sealing plug 5 is a corresponding linear drive 6, which is attached to the container lid 1 b.
Dem Dosierbehälter 1 ist eine Evakuiereinrichtung zugeordnet, die im Beispiel von Fig. 1 eine Vakuumpumpe 7 beinhaltet. Die Vakuumpumpe - - The dosing 1 is associated with an Evakuiereinrichtung, which includes a vacuum pump 7 in the example of FIG. The vacuum pump - -
7 ist über eine kombinierte Vakuum-/Schutzgasleitung 8 mit dem Innenraum des Behälters 1 verbunden. 7 is connected via a combined vacuum / protective gas line 8 with the interior of the container 1.
Weiter ist dem Dosierbehälter 1 ein Schutzgasbeaufschlagungsmittel zugeordnet, das eine Schutzgasquelle 9 beinhaltet, die über eine Schutzgasleitung 10 an die kombinierte Vakuum-/Schutzgasleitung 8 angekoppelt ist. In der Schutzgasleitung 10 ist ein optionales Handabsperrventil 1 1 und ein ansteuerbares Magnetventil 12 vorgesehen. Durch entsprechende Aktivierung der Vakuumpumpe 7 bzw. des Schutzgasbeaufschlagungsmittels 9 bis 12 kann ein Innenraum 14 des Dosierbehälters 1 wahlweise evakuiert oder mit einem üblichen Schutzgas, z.B. ein Stickstoffgas, beaufschlagt werden. Ein Abschnitt 8a der kombinierten Vakuum-/Schutzgasleitung 8 ist als flexibler Leitungsab- schnitt, z.B. in Form eines entsprechenden Schlauchstücks, derart realisiert, dass der Dosierbehälter 1 in entsprechendem Maß gegenüber der Vakuumpumpe 7 und der Schutzgasquelle 9 beweglich bleibt. Der Dosierbehälter 1 kann damit unbehindert von seiner Ankopplung an die Vakuumpumpe 7 und die Schutzgasquelle 9 die gewünschte Schmelze- transportbewegung ausführen, auch wenn die Vakuumpumpe 7 und die Schutzgasquelle 9 stationär angeordnet sind. Furthermore, the dosing container 1 is associated with a protective gas supply means, which includes a protective gas source 9, which is coupled via a protective gas line 10 to the combined vacuum / protective gas line 8. In the inert gas 10, an optional manual shut-off valve 1 1 and a controllable solenoid valve 12 is provided. By appropriate activation of the vacuum pump 7 or the inert gas applying means 9 to 12, an inner space 14 of the dosing container 1 can optionally be evacuated or mixed with a conventional protective gas, e.g. a nitrogen gas, are applied. A section 8a of the combined vacuum / shield gas line 8 is designed as a flexible line section, e.g. in the form of a corresponding piece of tubing, realized in such a way that the dosing container 1 remains movable to a corresponding extent with respect to the vacuum pump 7 and the protective gas source 9. The metering container 1 can thus unimpeded from its coupling to the vacuum pump 7 and the protective gas source 9 perform the desired melt transport movement, even if the vacuum pump 7 and the inert gas source 9 are arranged stationary.
Der Dosierbehälter 1 verfügt des Weiteren über einen Schmelzefüllstandssensor 13 zur Detektion des Schmelzefüllstands im Behälter 1. Im gezeigten Beispiel ist der Füllstandssensor 13 als Messstab von an sich bekanntem Typ ausgebildet, der am Behälterdeckel 1 b festgelegt ist und sich von dort nach unten in den Behälterinnenraum 14 erstreckt. Je nach Bedarf und Sensorauslegung erfasst der Schmelzefüllstandssensor 13 kontinuierlich den Füllstand von Schmelzematerial im Behälter 1 oder detektiert, wenn der Schmelzefüllstand einen bestimmten Schwellwert erreicht bzw. über- oder unterschritten hat. - - The metering container 1 further has a melt level sensor 13 for detecting the melt level in the container 1. In the example shown, the level sensor 13 is formed as a measuring rod of known type, which is fixed to the container lid 1 b and from there down into the container interior 14 extends. Depending on requirements and sensor design, the melt level sensor 13 continuously detects the level of melt material in the container 1 or detects when the melt level has reached or exceeded a certain threshold. - -
Außenseitig ist am Dosierbehälter 1 ein Schmelzebad-EintauchsensorOn the outside, the dosing tank 1 is a melt bath immersion sensor
15 angeordnet, mit dem erfasst werden kann, ob und/oder wie tief der Behälter 1 in ein Schmelzebad eines Schmelzofens zwecks Aufnahme von Schmelzematerial eingetaucht ist. Im gezeigten Beispiel ist der Sen- sor 15 durch einen hierfür an sich bekannten Messstab gebildet, der am Außenrand des Behälterdeckels 1 b außerhalb des Behältertopfs 1 a nach unten weisend festgelegt ist. Dabei erstreckt er sich mit seinem Messfühlerteil wenigstens bis hinunter zum Niveau des Topfbodenbereichs 1 d bzw. des rohrförmigen Einlass-/Auslassstutzens 1 e. Dadurch kann er das Eintauchen des Einlass-/Auslassstutzens 1 e in das Schmelzebad detektieren. 15 is arranged, with which it can be detected whether and / or how deep the container 1 is immersed in a molten bath of a melting furnace for receiving melt material. In the example shown, the sensor 15 is formed by a measuring rod known per se for this purpose, which is fixed at the outer edge of the container lid 1 b outside of the container pot 1a pointing downwards. He extends with its probe part at least down to the level of the pot bottom portion 1 d and the tubular inlet / outlet 1 e e. Thereby, he can detect the immersion of the inlet / outlet nozzle 1 e in the melt bath.
Fig. 2 zeigt eine Variante der Vorrichtung von Fig. 1 , die sich von dieser lediglich in der Realisierung der Evakuiereinrichtung unterscheidet. Im Übrigen sind für identische oder funktionell äquivalente Komponenten gleiche Bezugszeichen verwendet, und es kann insoweit auf die obige Beschreibung zu Fig. 1 verwiesen werden. Fig. 2 shows a variant of the device of Fig. 1, which differs from this only in the realization of Evakuiereinrichtung. Incidentally, the same reference numerals are used for identical or functionally equivalent components, and it can be made to the extent of the above description of FIG. 1 reference.
Beim Ausführungsbeispiel von Fig. 2 beinhaltet die Evakuiereinrichtung eine Kolben-Zylinder-Einheit 17 mit einem Zylinder 16, einem in diesem axialbeweglich geführten Kolben 18 und einer von diesem auf einer Seite abgehenden Kolbenstange 19, die auf einer Stirnseite des ZylindersIn the embodiment of FIG. 2, the Evakuiereinrichtung includes a piston-cylinder unit 17 with a cylinder 16, a piston 18 axiallybeweglich in this guided and a piston outgoing from this on one side of the piston rod 19, which on an end face of the cylinder
16 herausgeführt und mit ihrem zugehörigen Ende an einen Linearantrieb 20 gekoppelt ist. Durch den Linearantrieb 20 lässt sich der Kolben 18 im Zylinder 16 zwischen einer vollständig eingeschobenen Endstellung A, mit durchgezogenen Linien gezeigt, und einer vollständig ausgezogenen Stellung C, gestrichelt symbolisiert, verschieben, wie mit einem Doppelpfeil P2 illustriert. Über ein zugeordnetes, als Endschalterelement für den Linearantrieb 20 fungierendes Sensorelement 21 wird eine vor- gebbare Zwischenstellung bzw. Mittenstellung B, ebenfalls gestrichelt symbolisiert, erkannt. Durch Zurückbewegen des Kolbens 18 wird der Dosierbehälter 1 evakuiert, z.B. beim Aufnehmen von Schmelzematerial - - in den Behälter 1. Das Vorschieben des Kolbens 18 kann beispielsweise während des Schmelzeabgabevorgangs erfolgen. 16 led out and coupled with its associated end to a linear drive 20. By the linear drive 20, the piston 18 in the cylinder 16 between a fully inserted end position A, shown by solid lines, and a fully extended position C, symbolized by dashed lines, move, as illustrated by a double arrow P2. An assignable intermediate position or middle position B, likewise symbolized by dashed lines, is detected by way of an associated sensor element 21 functioning as a limit switch element for the linear drive 20. By moving back the piston 18 of the dosing tank 1 is evacuated, for example when receiving melt material - - In the container 1. The advancement of the piston 18 may for example be carried out during the melt discharge operation.
Fig. 3 zeigt eine Schmelzezudosiervorrichtung nach Art von Fig. 1 oder 2 im Einsatz bei einer Gießeinrichtung. Im gezeigten Beispiel ist die Gießeinrichtung exemplarisch als eine Metalldruckgießmaschine zum Gießen von Metallteilen z.B. aus Aluminium, Magnesium oder Zink gezeigt. Die Druckgießmaschine beinhaltet in an sich bekannter Weise einen Aufbau 22 für eine hier nicht gezeigte Gießform mit einer festen und einer beweglichen Formhälfte, die von einem hier ebenfalls nicht weiter gezeigten Schließteil betätigt wird, und mit einer Schmelzezufuhreinheit, die einen im gezeigten Beispiel horizontal angeordneten Gießzylinder 23 mit oben liegender Schmelzezufuhröffnung 24 sowie einen Gießkolben 5 umfasst. Der Gießkolben 5 ist im Gießzylinder 23 zwischen einer die Zufuhröffnung 24 zwecks Schmelzezufuhr freigebenden, zurückgezogenen Stellung, wie in Fig. 3 gezeigt, und einer vorgeschobenen Position axialbeweglich angeordnet, wobei der Gießkolben 25 durch Vorbewegen in die vorgeschobene Endstellung eine zuvor in den Gießzylinder 23 zugeführte, dosierte Menge an Metallschmelze in die zuvor geschlossene Gießform drückt. Fig. 3 shows a melt metering device of the type of Fig. 1 or 2 in use in a casting device. In the example shown, the pouring device is exemplified as a metal die casting machine for casting metal parts e.g. made of aluminum, magnesium or zinc. The die casting machine includes in a conventional manner a structure 22 for a mold not shown here with a fixed and a movable mold half, which is actuated by a likewise not shown here closing part, and with a melt supply unit, which in the example shown horizontally arranged casting cylinder 23 with the top of the melt supply port 24 and a casting piston 5 includes. The casting piston 5 is arranged axially movable in the casting cylinder 23 between a supply opening 24 for the purpose of melt supply releasing, retracted position, as shown in Fig. 3, and an advanced position, wherein the casting piston 25 by advancing in the advanced end position previously fed into the casting cylinder 23 , Pressed metered amount of molten metal in the previously closed mold.
Des Weiteren beinhaltet die Druckgießmaschine einen Schmelzofen 26, der in vorgegebener Entfernung vom Gießformaufbau 22 angeordnet ist. Auch der Schmelzofen 26 ist von einem an sich bekannten Typ mit einem Schmelzentiegel 27 zur Bereitung eines Schmelzebades 28 des betreffenden Metallmaterials. Die Druckgießmaschine ist mit einer Schmelzezudosiervorrichtung nach Art von Fig. 1 oder 2 ausgerüstet, um für den jeweiligen Gießvorgang eine vorgebbare, dosierte Menge an Metallschmelze dem Schmelzebad - - Furthermore, the die casting machine includes a melting furnace 26 arranged at a predetermined distance from the casting mold assembly 22. Also, the melting furnace 26 is of a type known per se with a crucible 27 for preparing a melt bath 28 of the respective metal material. The die casting machine is equipped with a Schmelzezudosiervorrichtung in the manner of Fig. 1 or 2, in order for the respective casting a predetermined, metered amount of molten metal melt bath - -
28 zu entnehmen, zur Zufuhröffnung 24 des Gießzylinders 23 zu überführen und dort in den Gießzylinder 23 abzugeben. Dazu weist die Schmelzezudosiervorrichtung den Dosierbehälter 1 und eine Transfereinheit 29 auf, an die der Dosierbehälter 1 angekoppelt ist. Take 28 to transfer to the supply port 24 of the casting cylinder 23 and deliver there into the casting cylinder 23. For this purpose, the melt metering device has the metering container 1 and a transfer unit 29, to which the metering container 1 is coupled.
Speziell beinhaltet die Transfereinheit 29 im gezeigten Beispiel einen von einem zugehörigen Schwenkantrieb 30 betätigten Schwenkarm 31 , an dessen freies Ende der Dosierbehälter 1 über seine Aufhängung 3, 3a angelenkt ist. Der Schwenkarm 31 führt eine mit einer gestrichelten Bogenkurve 32 symbolisierte, etwa halbkreisförmige Schwenkbewegung aus, um den Dosierbehälter 1 zwischen einem Schmelzeaufnahmeort im Tiegel 27, mit durchgezogenen Linien gezeigt, und einem Schmelzeabgabeort am Gießzylinder 23, mit gestrichelten Linien gezeigt, zu bewegen. Die Anlenkung des Dosierbehälters 1 an den Schwenkarm 31 ist dabei so gewählt, dass der Dosierbehälter 1 wie gezeigt gegenüber dem Schwenkarm 31 eingeschränkt derart drehbeweglich ist, dass er am Schmelzeaufnahmeort im Tiegel 27 eine vertikale Stellung einnimmt, am Schmelzeabgabeort über dem Gießzylinder 23 hingegen eine wie gezeigt leichte Schrägstellung relativ zu seiner Vertikalposition einnimmt. Dies kann beispielsweise durch einen Kettenradmechanismus mit einer Kette 33 zwischen einem antriebsseitigen Kettenrad 34 am angelenkten Ende des Schwenkarms 31 und einem behälterseitigen Kettenrad 35 an der Behälteranlenkung am freien Schwenkarmende bewerkstelligt werden, wobei die Kettenräder 34, 35 mit geeignet unterschiedlicher Zähne- zahl ausgelegt sind, z.B. das antriebsseitige Kettenrad 34 mit größerer Zähnezahl als das behälterseitige Kettenrad 35. Mit der halbkreisförmigen Schwenkbewegung des Schwenkarms 31 führt dann der Dosierbehälter 1 synchron eine Schwenkbewegung zwischen seiner Vertikalstellung am Schmelzeaufnahmeort im Tiegel 27 und seiner Schrägstellung am Schmelzeabgabeort über dem Gießzylinder 23 aus. - - Specifically, in the example shown, the transfer unit 29 includes a swivel arm 31 actuated by an associated swivel drive 30, to whose free end the dosing container 1 is articulated via its suspension 3, 3a. The pivot arm 31 performs a symbolized with a dashed curve curve 32, approximately semicircular pivotal movement to the dosing 1 between a melt receiving point in the crucible 27, shown by solid lines, and a Schmelzeabgabeort the casting cylinder 23, shown with dashed lines move. The articulation of the metering container 1 to the pivot arm 31 is chosen so that the metering container 1 as shown relative to the pivot arm 31 is limited rotatable so that it assumes a vertical position at the Schmelzeaufnahmeort in the crucible 27, at the Schmelzeabgabeort above the casting cylinder 23, however, a like shown occupies slight inclination relative to its vertical position. This can be achieved, for example, by a sprocket mechanism with a chain 33 between a drive-side sprocket 34 at the hinged end of the swivel arm 31 and a container-side sprocket 35 at the container linkage at the free swivel arm end, wherein the sprockets 34, 35 are designed with suitably different numbers of teeth, For example, the drive-side sprocket 34 with a larger number of teeth than the container-side sprocket 35. With the semicircular pivoting movement of the pivot arm 31 then the dosing 1 synchronously performs a pivotal movement between its vertical position at the melt receiving point in the crucible 27 and its inclination at the Schmelzeabgabeort above the casting cylinder 23. - -
Nachfolgend wird unter zusätzlicher Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm von Fig. 4 und die ausschnittweisen Situationsdarstellungen der Fig. 5 bis 7 detaillierter auf den Schmelzezudosiervorgang bei der Metalldruckgießmaschine von Fig. 3 eingegangen. Bei abgeschalteter Ma- schine bzw. während Wartepausen hält die Transfereinheit 29 den Dosierbehälter 1 in einer Warteposition, Schritt S1 in Fig. 4, außerhalb des Schmelzentiegels 27 über dem Schmelzofen 26. In dieser Warteposition ist die Evakuiereinrichtung 7, 16 bis 21 deaktiviert. Sobald die Durchführung eines Gießvorgangs angefordert wird, senkt die Transfereinheit 29 den Dosierbehälter 1 in den Schmelzentiegel 27 ab, bis vom Eintauchsensor 15 erkannt wird, dass der Dosierbehälter 1 mit seinem Einlass-/Auslassstutzen 1 e in das Schmelzebad 28 eingetaucht ist. Speziell detektiert der Eintauchsensor 15, dass er mit seinem etwas über dem Niveau der Unterkante des Stutzens 1 e liegenden Messfühlerelement einen Badspiegel 28a des Schmelzebades 28 erreicht hat. Das entsprechende Signal des Eintauchsensors 15 wird als Steuersignal verwendet, durch welches der Verschlussstopfen 5 in seine Offenstellung gesteuert wird, wenn er sich dort nicht bereits in der War- teposition des Dosierbehälters 1 befunden hat, das Magnetventil 9 geschlossen wird und die Evakuiereinrichtung 7, 16 bis 21 aktiviert wird. Dabei ist das Magnetventil 9 zweckmäßigerweise vor dem Eintauchen des Dosierbehälters 1 in das Schmelzebad 28 geöffnet, so dass der Behälterinnenraum 14 mit Schutzgas beaufschlagt ist. Außerdem wird durch dieses Signal des Eintauchsensors 15 die Bewegung des Schwenkarms 31 gestoppt, d.h. der Dosierbehälter 1 verbleibt in einer Schmelzeaufnahmestellung gemäß Fig. 3, in welcher er nur mit seinem Stutzen 1 e in das Schmelzebad 28 eintaucht. Dies hat den Vorteil, dass die Schmelzeoberflächenschicht am Badspiegel 28a nicht in störender Weise aufgerissen wird. Die Störung der Schmelzeoberflächenschicht bleibt demgemäß minimal und insbesondere viel geringer als z.B. beim - - Hereinafter, with further reference to the flowchart of FIG. 4 and the fragmented situation diagrams of FIGS. 5 to 7, the melt metering operation of the metal die casting machine of FIG. 3 will be discussed in greater detail. When the machine is switched off or during waiting pauses, the transfer unit 29 holds the dosing container 1 in a waiting position, step S1 in FIG. 4, outside the crucible 27 above the melting furnace 26. In this waiting position, the evacuation device 7, 16 to 21 is deactivated. As soon as the execution of a casting operation is requested, the transfer unit 29 lowers the dosing container 1 into the crucible 27 until it is recognized by the dip sensor 15 that the dosing container 1 with its inlet / outlet nozzle 1 e is immersed in the melt bath 28. Specifically, the immersion sensor 15 detects that it has reached with its slightly above the level of the lower edge of the nozzle 1 e sensor element a bath level 28 a of the melt bath 28. The corresponding signal of the immersion sensor 15 is used as a control signal, by which the closure plug 5 is controlled in its open position, if he has not already been there in the waiting teposition of the dosing 1, the solenoid valve 9 is closed and the Evakuiereinrichtung 7, 16 until 21 is activated. In this case, the solenoid valve 9 is expediently opened before immersing the metering container 1 in the melt bath 28, so that the container interior 14 is subjected to inert gas. In addition, the movement of the swivel arm 31 is stopped by this signal of the immersion sensor 15, that is, the dosing 1 remains in a melt receiving position shown in FIG. 3, in which he immersed only with his nozzle 1 e in the melt 28. This has the advantage that the melt surface layer on the bath mirror 28a is not torn open in a disturbing way. The disturbance of the melt surface layer accordingly remains minimal and in particular much lower than, for example, in - -
Eintauchen eines Gießlöffels gemäß der eingangs genannten, herkömmlichen Gießlöffeltechnik. Immersion of a ladle according to the above-mentioned, conventional Gießlöffeltechnik.
Nach Abschluss dieses Behältereintauchvorgangs, Schritt S2 in Fig. 4, wird eine gewünschte, dosierte Menge an Schmelze aus dem Schmelzebad 28 in den Dosierbehälter 1 aufgenommen, Schritt S3 in Fig. 4. Dazu ist, wie erwähnt, die Evakuiereinrichtung 7, 16 bis 21 aktiviert, und durch den im Behälterinnenraum 14 entstehenden Unterdruck wird Schmelze 37 über die vom Verschlussstopfen 5 freigegebene Einlass- /Auslassöffnung 4 in den Behälterinnenraum 14 eingesaugt, wie in Fig. 5 mit Schmelzeströmungspfeilen 36 veranschaulicht. Sobald das Niveau der über den als Ansaugstutzen fungierenden Stutzen 1 e in den Behälter 1 eingesaugten Schmelze 37 das untere Messfühlerende des Füllstandssensors 13 erreicht hat, spricht der Füllstandssensor 13 darauf an und gibt ein entsprechendes Signal ab, durch das der Schmelzeaufnahmevorgang beendet wird. Dazu wird der Verschlussstopfen 5 in seine die Öffnung 4 verschließende Schließstellung vorbewegt, in welcher er die Schmelzeöffnung 4 unter Belassung einer Kapillaröffnung 4a verschließt, wie in Fig. 6 angedeutet. Mit anderen Worten verschließt der Verschlussstopfen 5 die Schmelzeöffnung 4 in der Schließstellung nicht vollständig, sondern es bleibt die Kapillaröffnung 4a zwischen einem Innenrand 1 e' des Einlass-/Auslassstutzens 1 e und einem Außenrand 5a des Verschlussstopfens 5. Dies lässt sich z.B. dadurch realisieren, dass ein Außendurchmesser des Verschlussstopfens 5 um ein entsprechen- des Kapillarmaß geringfügig kleiner gewählt wird als ein Innendurchmesser des Einlass-/Auslassstutzens 1 e. After completion of this container immersion process, step S2 in FIG. 4, a desired, metered amount of melt from the melt bath 28 is received in the dosing tank 1, step S3 in FIG. 4. In addition, as mentioned, the evacuation device 7, 16 to 21 activated, and by the negative pressure arising in the container interior 14, melt 37 is sucked into the container interior 14 via the inlet / outlet opening 4 released by the closure plug 5, as illustrated in FIG. 5 by melt flow arrows 36. As soon as the level of the melt 37 sucked in through the container 1 into the container 1 has reached the lower end of the sensor of the level sensor 13, the level sensor 13 responds to this and outputs a corresponding signal which terminates the melt receiving process. For this purpose, the closure plug 5 is advanced into its closed position closing the opening 4, in which it closes the melt opening 4 while leaving a capillary opening 4a, as indicated in FIG. In other words, the closure plug 5 does not completely close the melt opening 4 in the closed position, but the capillary opening 4a remains between an inner edge 1 e 'of the inlet / outlet nozzle 1 e and an outer edge 5 a of the sealing plug 5. realize that an outer diameter of the sealing plug 5 is selected to be slightly smaller by an appropriate Kapillarmaß than an inner diameter of the inlet / outlet nozzle 1 e.
Alternativ zu der geschilderten Funktion des Schmelzefüllstandssensors 13 kann die Dosierung der im Behälter 1 aufzunehmenden Schmelze- menge dadurch erfolgen, dass für den Schmelzeansaugvorgang eine vorgebbare Zeitdauer und/oder eine vorgebbare Saugwirkung der Evakuiereinrichtung eingestellt werden. Beispielsweise kann der Ver- - - schlussstopfen 5 nach einer vorgebbaren Zeitdauer wieder in seine Schließstellung gesteuert werden, und/oder die Saugleistung der Evakuiereinrichtung wird nur für eine vorgebbare Zeitdauer mit einer das Einsaugen von Schmelze in den Behälter 1 ausreichenden Saugleistung aktiviert. Weiter kann im Ausführungsbeispiel von Fig. 2 auch das Erkennungssignal des Endschalterelements 21 dazu genutzt werden, den Verschlussstopfen 5 in seine Schließstellung zu steuern, wenn der Kolben 18 seine Mittenstellung B erreicht hat. Die Aktivität der Evakuiereinrichtung 7, 16 bis 21 wird beibehalten, gegebenenfalls mit modifizierter Saugleistung. Bei der Vorrichtung von Fig. 1 kann dies z.B. durch Umschalten der Vakuumpumpe 7 auf eine geringere Saugmenge bzw. Saugleistung erfolgen. Bei der Vorrichtung von Fig. 2 wird die Saugwirkung zum Aufnehmen der Schmelze 37 durch Zurückbewegen des Kolbens 18 von seiner vorgeschobenen Endstellung A in die Mittenstellung B bewirkt. Diese Mittenposition des Kolbens 18 wird vom Endschalterelement 21 erkannt, dessen Erkennungssignal daraufhin den zugehörigen Linearantrieb 20 für die Kolbenstange 19 auf kleinere Geschwindigkeit umschaltet, im Wesentlichen gleichzeitig zur Schließbewegung des Verschlussstopfens 5. Mit seiner langsameren Weiterbewegung von der Mittenstellung B in seine zurückgezogene Endstellung C hält der Kolben 18 dann eine modifizierte Saugwirkung aufrecht. Die somit in dosierter Menge in den Behälter 1 eingesaugte Schmelze wird dann mit dem Behälter 1 bei geschlossener Einlass- /Auslassöffnung 4 und Evakuierung des Gasraums im Behälterinnenraum 14 über der aufgenommenen Schmelze zum Schmelzeabgabeort am Gießzylinder 23 überführt, Schritt S4 von Fig. 4. Dazu wird der ge- schlossene Behälter 1 , der die aufgenommene Schmelze 37 enthält, von der Transfereinheit 29 aus dem Schmelzentiegel 27 heraus und in die Schmelzeabgabestellung am Gießzylinder 23 über dessen Zufuhröff- - - nung 24 gemäß Fig. 3 geschwenkt. Fig. 6 zeigt den Dosierbehälter 1 in dieser Transfersituation mit in dosierter Menge aufgenommener Schmelze 37 und vom Verschlussstopfen 5 unter Belassung der Kapillaröffnung 4a verschlossener Einlass-/Auslassöffnung 4. As an alternative to the described function of the melt level sensor 13, the metering of the amount of melt to be received in the container 1 can be effected by setting a predefinable time duration and / or a presettable suction effect of the evacuation device for the melt suction process. For example, the After a predeterminable period of time, closing plug 5 can again be controlled into its closed position, and / or the suction power of the evacuation device is activated only for a predefinable period of time with a suction power sufficient to draw melt into container 1. Further, in the embodiment of Fig. 2, the detection signal of the limit switch element 21 can be used to control the sealing plug 5 in its closed position when the piston 18 has reached its center position B. The activity of Evakuiereinrichtung 7, 16 to 21 is maintained, possibly with a modified suction. In the apparatus of FIG. 1, this can be done, for example, by switching the vacuum pump 7 to a lower suction quantity or suction power. In the apparatus of Fig. 2, the suction action for receiving the melt 37 is effected by moving the piston 18 back from its advanced end position A to the center position B. This center position of the piston 18 is detected by the limit switch element 21, the detection signal then switches the associated linear drive 20 for the piston rod 19 to lower speed, substantially simultaneously with the closing movement of the sealing plug 5. With its slower movement from the center position B holds in its retracted end position C. the piston 18 then maintains a modified suction. The thus sucked in a metered amount in the container 1 melt is then transferred to the container 1 with closed inlet / outlet port 4 and evacuation of the gas space in the container interior 14 via the recorded melt to Schmelzentgabeort the casting cylinder 23, step S4 of Fig. 4. Dazu the closed container 1, which contains the received melt 37, from the transfer unit 29 out of the crucible 27 and into the melt delivery position on the casting cylinder 23 via its Zufuhröff- - - 24 tion according to FIG. 3 pivoted. FIG. 6 shows the metering container 1 in this transfer situation with the melt 37 received in metered quantity and the inlet / outlet opening 4 closed by the closure plug 5 leaving the capillary opening 4a closed.
Indem wie geschildert während der Transferbewegung des geschlossenen Dosierbehälters 1 eine gewisse Saugleistung der Evakuiereinrichtung 7, 16 bis 21 aufrechterhalten wird, wird vorteilhafterweise eine erwünschte Entgasung der im Behälter 1 aufgenommenen Schmelze 37 bewirkt und gleichzeitig im Zusammenwirken mit der Kapillaröffnung 4a erreicht, dass die aufgenommene Schmelze 37 sicher im Behälter 1 gehalten wird. Insbesondere wird die Schmelze 57 auch im Bereich des Einlass-/Auslassstutzens 1 e sicher und zuverlässig im und am Behälter 1 gehalten, indem dort wegen der Kapillaröffnung 4a die Saugwirkung der Evakuiereinrichtung 7 beibehalten bleibt, obwohl sich der Verschlussstopfen 5 in Schließstellung befindet. Am unteren Rand des Ein- Iass-/Auslassstutzens 1 e befindliches Schmelzematerial wird durch die Saugwirkung an die Kapillaröffnung 4a gezogen und bleibt daher am Behälter 1 haften, ohne unerwünschterweise nach unten zu tropfen. Das Kapillarmaß der Kapillaröffnung 4a ist darauf unter Berücksichtigung der übrigen Einflussparameter, wie Form des Einlass-/Auslassstutzens, Saugdruck sowie Dichte und Viskosität des Schmelzematerials passend ausgelegt und wird dazu z.B. experimentell ermittelt. Anschließend kann ein Schmelzeabgabevorgang ausgeführt werden, bei dem die dosierte Menge an Schmelze 37 aus dem Dosierbehälter 1 über die Zufuhröffnung 24 bei zurückgeschobenen Gießkolben 25 in den Gießzylinder 23 eingefüllt wird, siehe Schritt S5 in Fig. 4. Dazu wird, nachdem der Dosierbehälter 1 seine Abgabe- bzw. Entleerstellung über der Zufuhröffnung 24 des Gießzylinders 23 erreicht hat, der Verschlussstopfen 5 wieder in seine zurückgezogene Offenstellung gesteuert, in welcher er die Einlass-/Auslassöffnung 4 freigibt. Zusätzlich wird das - - By as described during the transfer movement of the closed dosing container 1, a certain suction power of Evakuiereinrichtung 7, 16 to 21 is maintained, advantageously a desired degassing of the received in the container 1 melt 37 is effected and simultaneously achieved in cooperation with the capillary 4a that the received melt 37 is securely held in the container 1. In particular, the melt 57 is also held securely and reliably in and on the container 1 in the area of the inlet / outlet nozzle 1 e, because there the suction effect of the Evakuiereinrichtung 7 is maintained because of the capillary 4a, although the closure plug 5 is in the closed position. At the bottom of the inlet / outlet nozzle 1e located melt material is drawn by the suction effect on the capillary 4a and therefore remains adhered to the container 1, without undesirably dripping down. The Kapillarmaß the Kapillaröffnung 4a is designed to take into account the other influencing parameters, such as shape of the inlet / outlet nozzle, suction pressure and density and viscosity of the melt material and is determined, for example experimentally. Subsequently, a melt discharge operation can be carried out, in which the metered amount of melt 37 is filled from the dosing 1 via the supply port 24 with retarded plunger 25 into the casting cylinder 23, see step S5 in Fig. 4. For this purpose, after the dosing 1 his Delivery or emptying has reached above the supply port 24 of the casting cylinder 23, the closure plug 5 is again controlled in its retracted open position in which it releases the inlet / outlet port 4. In addition, that will - -
Magnetventil 12 geöffnet und dadurch die Schutzgasbeaufschlagung des Behälterinnenraums wieder aktiviert. Gleichzeitig wird die Evakuierwirkung der Evakuiereinrichtung deaktiviert. Letzteres wird bei der Vorrichtung von Fig. 1 durch Abschalten der Vakuumpumpe 7 erreicht. Bei der Vorrichtung von Fig. 2 wird der Kolben 18 in seiner zurückgezogenen Endstellung C gehalten. Alternativ kann in diesem Fall der Kolben 18 schon während des Entleerungsvorgangs des Dosierbehälters 1 wieder in seine vorgeschobene Position A verbracht werden. Die im Behälter 1 aufgenommene Schmelze entleert sich folglich über die Einlass- /Auslassöffnung 4 und die Zufuhröffnung 24 vom Behälter 1 in den Gießzylinder 23 schwerkraftbedingt und unterstützt durch die Beaufschlagung des Behälterinnenraums 14 mit Schutzgas unter Druck und gegebenenfalls auch durch die Kolbenvorschubbewegung von seiner hinteren Endstellung C in seine vordere Endstellung A. Solenoid valve 12 is opened, thereby activating the Schutzgasbeaufschlagung the container interior again. At the same time, the evacuation effect of the evacuation device is deactivated. The latter is achieved in the apparatus of Fig. 1 by switching off the vacuum pump 7. In the device of Fig. 2, the piston 18 is held in its retracted end position C. Alternatively, in this case, the piston 18 can be brought back into its advanced position A during the emptying process of the dosing container 1. The melt received in the container 1 consequently empties via the inlet / outlet opening 4 and the supply opening 24 from the container 1 into the casting cylinder 23 due to gravity and assisted by the pressurization of the container interior 14 with inert gas under pressure and possibly also by the piston feed movement from its rear end position C in its front end position A.
Fig. 7 zeigt ausschnittweise den Dosierbehälter 1 in dieser Entleerungsposition, symbolisiert durch entsprechende Schmelzeausströmpfeile 38. Der Dosierbehälter 1 ist anschließend wieder zur Durchführung eines neuen Schmelzeaufnahmevorgangs bereit und wird durch die Transfer- einheit 29 von seiner Entleerposition in die Warteposition über dem Schmelzofen 26 oder gleich wieder in seine Schmelzeaufnahmestellung in den Schmelzentiegel 27 zurückgeschwenkt. Fig. 7 shows a detail of the dosing 1 in this emptying position, symbolized by corresponding Schmelzeausströmpfeile 38. The dosing 1 is then ready again to carry out a new melt receiving operation and is by the transfer unit 29 from its emptying position to the waiting position on the furnace 26 or the same pivoted back into its melt receiving position in the crucible 27.
Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 8 bis 14 dargestellt. Soweit diese Vorrichtung identische oder funktionell äquivalente Komponenten aufweist wie diejenige gemäß den Fig. 1 bis 7 sind zum leichteren Verständnis gleiche Bezugszeichen verwendet, und es kann insoweit auf die obige Beschreibung der Vorrichtung gemäß den Fig. 1 bis 7 einschließlich deren Funktionsweise und Vorteile verwiesen werden. Dies gilt beispielsweise auch für das Belassen der Kapillaröffnung 4a zwischen Einlass-/Auslassstutzen 1 e und Verschlussstopfen 5, wenn sich letzterer in seiner die Schmelzeöffnung 4 - - ansonsten verschließenden Schließstellung befindet, wie in Fig. 8 dargestellt. A further advantageous embodiment of the invention is shown in FIGS. 8 to 14. Insofar as this device has identical or functionally equivalent components as those according to FIGS. 1 to 7, the same reference numerals are used for easier understanding, and reference may be made to the above description of the device according to FIGS. 1 to 7, including their mode of operation and advantages , This also applies, for example, to the leaving of the capillary opening 4a between the inlet / outlet nozzle 1e and the sealing plug 5, when the latter is in its melt opening 4 - - Closing position otherwise closed, as shown in Fig. 8.
Im Unterschied zur Vorrichtung der Fig. 1 bis 7 weist die Vorrichtung der Fig. 8 bis 14 zusätzlich einen Gewichtssensor 40 auf, der zwischen dem hier als Kolben-Zylinder-Einheit realisierten Linearantrieb 6 des Verschlussstopfens 5 und einem Trägerelement 41 angeordnet ist, über das der Dosierbehälter 1 in diesem Beispiel an eine nicht weiter gezeigte Transfereinheit angekoppelt ist, die in Aufbau und Funktionsweise z.B. der Transfereinheit 29 gemäß Fig. 3 entspricht. Der Behältertopf 1 a ist in diesem Beispiel über den Behälterdeckel 1 b an einem Gehäuse der Kolben-Zylinder-Einheit 6 gehalten. Der auch als Wiegezelle bezeichnete Gewichtssensor 40 umfasst in üblicher Weise ein Messelement zur Gewichtskraftmessung des angekoppelten Dosierbehälters 1 samt Kol- ben-Zylinder-Einheit 6 und einen Auswerteteil zur Auswertung der Gewichtskraftmessung. In contrast to the device of FIGS. 1 to 7, the device of FIGS. 8 to 14 additionally has a weight sensor 40 which is arranged between the linear drive 6 of the closure stopper 5 and a carrier element 41 realized here as a piston-cylinder unit the metering container 1 is coupled in this example to a transfer unit, not shown, which in construction and operation, for example the transfer unit 29 corresponds to FIG. 3. The container pot 1 a is held in this example on the container lid 1 b to a housing of the piston-cylinder unit 6. The weight sensor 40, which is also referred to as a load cell, conventionally comprises a measuring element for measuring the weight of the coupled metering container 1 together with the piston-cylinder unit 6 and an evaluation part for evaluating the weight force measurement.
Der Sensorauswerteteil kann je nach Bedarf und Anwendungsfall mit dem Messelement in einem gemeinsamen Sensorgehäuse integriert sein oder anderweitig als Hardware und/oder Software untergebracht sein, z.B. als Teil einer hier nicht näher gezeigten Steuereinheit, welche die diversen Steuerungsaufgaben der Schmelzezudosiervorrichtung ausführt. Im Auswerteteil sind charakteristische Funktionalitäten für den Gewichtssensor 40 implementiert. The Sensorauswerteteil can be integrated as required and application with the measuring element in a common sensor housing or otherwise housed as hardware and / or software, e.g. as part of a control unit, not shown here, which performs the various control tasks of the melt metering device. In the evaluation part, characteristic functionalities for the weight sensor 40 are implemented.
Eine erste Funktionalität des Gewichtssensors 40 besteht darin, den Dosierbehälter 1 zum Aufnehmen von Schmelze aus dem Schmelzebad 28 in eine gewünschte, definierte Ansaug- bzw. Eintauchposition 1A zu verbringen, wie sie in Fig. 9 entsprechend Fig. 5 gezeigt ist. Dazu wird der Dosierbehälter 1 nach einem vorausgegangenen Entleerungsvorgang vom Schmelzeabgabeort wieder zum Schmelzeaufnahmeort bewegt und dort auf das Schmelzebad 28 abgesenkt. Sobald der Dosier- - - behälter 1 mit seinem Einlass-/Auslassstutzen 1 e den Schmelzebadspiegel 28a erreicht und in das Schmelzebad 28 eintaucht, übt das Schmelzebad 28 eine von der Eintauchtiefe abhängige Auftriebskraft auf den Behälter 1 aus, die zu einer entsprechenden Reduzierung der vom Gewichtssensor 40 gemessenen Gewichtskraft führt. Mit dem Gewichtssensor 40 kann dadurch sehr genau das Erreichen der optimalen Eintauchposition 1A detektiert werden, woraufhin die Behälterabsenkbewegung gestoppt wird. Wie aus Fig. 9 zu erkennen, ist eine optimale Eintauchposition beispielsweise in der Stellung gegeben, in welcher sich der Schmelzebadspiegel 28a am oberen Ende des Einlass- /Auslassstutzens 1 e befindet, so dass der Stutzen 1 e ganz in das Schmelzebad 28 eintaucht, während der sich von dort aus verbreiternde Topfbodenbereich 1 d nicht in das Schmelzebad 28 eintaucht. Dies minimiert, wie oben zu Fig. 5 erläutert, Störungen der Schmelzeoberflä- chenschicht und vermeidet Schmelzeanhaftungen am Behälterbodenbereich 1 d außerhalb des Stutzenbereichs 1 e. A first functionality of the weight sensor 40 is to transfer the dosing container 1 for receiving melt from the melt bath 28 into a desired, defined aspiration or insertion position 1A, as shown in FIG. 9 corresponding to FIG. 5. For this purpose, the dosing container 1 is moved again from the melt discharge point to the melt receiving location after a previous emptying operation, where it is lowered onto the melt bath 28. As soon as the dosing If the container 1 with its inlet / outlet connection 1 e reaches the melt bath surface 28 a and submerses into the melt bath 28, the melt bath 28 exerts a buoyancy-dependent buoyancy force on the container 1, resulting in a corresponding reduction of the weight force measured by the weight sensor 40 leads. With the weight sensor 40, the achievement of the optimum immersion position 1 A can be detected very accurately, whereupon the container lowering movement is stopped. As can be seen from FIG. 9, an optimum immersion position is given, for example, in the position in which the melt bath mirror 28a is located at the upper end of the inlet / outlet nozzle 1e, so that the nozzle 1e is completely immersed in the melt bath 28 during the pot bottom region 1 d widening from there does not dip into the melt bath 28. As explained above with reference to FIG. 5, this minimizes disruptions of the melt surface layer and avoids melt adhesions on the container bottom region 1 d outside the nozzle region 1 e.
Nach Erreichen der gewünschten Eintauchposition wird dann der Verschlusstopfen 5 in seine Offenstellung zurückgefahren, und die Evaku- iereinrichtung wird aktiviert, wie in Fig. 10 durch einen Stopfenrückbe- wegungspfeil 42 und Evakuierströmungspfeile 43 veranschaulicht. Dadurch wird Schmelze 37 in den Behälter 1 eingesaugt, wie durch die Schmelzeströmungspfeile 36 veranschaulicht. In einer weiteren Funktionalität überwacht der Gewichtssensor 40 während des Schmelzeauf- nahmevorgangs durch Messen des Behältergewichts die in den Behälter 1 eingesaugte Menge an Schmelze 37. Dies kann dadurch erleichtert werden, dass nach erreichter Eintauchposition 1A des Behälters 1 ein Nullabgleich für den Gewichtssensor 40 durchgeführt wird, so dass er dann direkt das Gewicht der in den Behälter 1 eingesaugten Schmelze- menge 37 detektiert. - - After reaching the desired immersion position, the closure plug 5 is then returned to its open position, and the evacuation device is activated, as illustrated in FIG. 10 by a plug return arrow 42 and evacuation flow arrows 43. As a result, melt 37 is sucked into the container 1, as illustrated by the melt flow arrows 36. In another functionality, the weight sensor 40 monitors the amount of melt 37 sucked into the container 1 during the melt picking process by measuring the container weight. This can be facilitated by zeroing the weight sensor 40 once the immersion position 1 A of the container 1 has been reached is so that he then directly the weight of the sucked into the container 1 melt amount 37 detected. - -
Sobald durch diese Funktionalität des Gewichtssensors 40 festgestellt wird, dass eine vorgebbare Menge an Schmelze 37 in den Behälter 1 eingesaugt wurde, wird der Ansaugvorgang beendet, indem der Verschlussstopfen 5, wie in Fig. 1 1 gezeigt, in seine Schließposition vorbe- wegt wird, wie durch einen Bewegungspfeil 44 symbolisiert, und der Dosierbehälter 1 aus dem Schmelzebad 28 herausgehoben wird. Anschließend wird der Dosierbehälter 1 vom Schmelzeaufnahmeort zum Schmelzeabgabeort bewegt, wobei die Evakuiereinreichung mit gleicher oder modifizierter Saugleistung aktiviert gehalten wird, wie oben zum Schritt S4 von Fig. 4 erläutert. As soon as it is determined by this functionality of the weight sensor 40 that a predeterminable amount of melt 37 has been sucked into the container 1, the suction process is ended by advancing the closing stopper 5 into its closed position, as shown in FIG. as symbolized by a movement arrow 44, and the dosing container 1 is lifted out of the melt bath 28. Thereafter, the dosing tank 1 is moved from the melt receiving location to the melt discharging location, with the evacuation feed maintained at the same or modified suction power, as explained above for step S4 of FIG.
Wie ebenfalls schon oben erwähnt, hat die aufrechterhaltene Evakuierung des befüllten Dosierbehälters 1 in Kombination mit der in Schließstellung des Verschlussstopfens 5 an der Schmelzeöffnung 4 verblei- benden Kapillaröffnung 4a den erwünschten Effekt, dass im Bereich des Einlass-/Auslassstutzens 1 e befindliches Schmelzematerial durch den auch in der Kapillaröffnung 4a wirkenden Saug-/Unterdruck sicher im und am Behälter 1 gehalten wird, ohne von diesem nach unten zu tropfen. Fig. 12 zeigt im Querschnitt die in diesem Fall als umfangsseitig durchgehender Kapillarringspalt 4ai zwischen Stopfenaußenwand 5a und Stutzeninnenwand 1 e' gebildete Kapillaröffnung. Er ist dadurch gebildet, dass der Außendurchmesser des Verschlussstopfens 5 um ein entsprechendes Kapillarmaß geringfügig kleiner gewählt ist als der Innendurchmesser des Einlass-/Auslassstutzens 1 e. Die für den ge- wünschten Effekt optimale Kapillarweite kann für den jeweiligen Anwendungsfall z.B. empirisch ermittelt werden. As also already mentioned above, the sustained evacuation of the filled metering container 1 in combination with the capillary opening 4a remaining in the closed position of the sealing plug 5 at the melt opening 4 has the desired effect that melt material located in the region of the inlet / outlet nozzle 1e has flow through the melt Also, in the capillary opening 4a acting suction / negative pressure is securely held in and on the container 1, without dripping from this down. FIG. 12 shows in cross-section the capillary opening formed in this case as a circumferentially continuous capillature gap 4ai between the plug outer wall 5a and the socket inner wall 1e '. It is formed by the fact that the outer diameter of the sealing plug 5 is selected to be slightly smaller by a corresponding Kapillarmaß than the inner diameter of the inlet / outlet nozzle 1 e. The optimum capillary width for the desired effect can be selected for the particular application, e.g. be determined empirically.
Fig. 13 zeigt eine alternative Gestaltung der Kapillaröffnung 4a in Form mehrerer, umfangsseitig verteilt angeordneter Kapillarrillen 4a2, die in diesem Beispiel axial verlaufend als Nuten am Innenrand des Einlass- /Auslassstutzens 1 e vorgesehen sind. Es versteht sich, dass weitere alternative Gestaltungen der Kapillaröffnung 4a möglich sind. So kann - - statt des umfangsseitig durchgehenden Kapillarringspalts 4ai ein sich nur über einen Teil des Gesamtumfangs erstreckender Kapillarringspalt vorgesehen sein. In anderen alternativen Gestaltungen ist statt der Kapillarrillen 4a2 nur eine Kapillarrille vorgesehen, und/oder die wenigstens eine Kapillarrille verläuft nicht genau axial, sondern mit einer Komponente in Umfangsrichtung. In weiteren alternativen Gestaltungen sind eine oder mehrere Kapillarrillen am Außenumfang des Verschlusstopfens 5 statt am Innenrand des Stutzens 1 e vorgesehen, oder es sind jeweils wenigstens eine Kapillarrille sowohl am Verschlussstopfen 5 als auch am Stutzen 1 e vorgesehen. 13 shows an alternative design of the capillary opening 4a in the form of a plurality of circumferentially distributed capillary grooves 4a 2 , which in this example are provided axially extending as grooves on the inner edge of the inlet / outlet nozzle 1e. It is understood that further alternative configurations of the capillary opening 4a are possible. So can Instead of the circumferentially continuous Kapillringepalts 4ai be provided only over a part of the total circumference Kapillarringspalt. In other alternative embodiments, only one capillary groove is provided instead of the capillary grooves 4a2, and / or the at least one capillary groove does not extend exactly axially, but with a component in the circumferential direction. In further alternative embodiments, one or more capillary grooves are provided on the outer circumference of the closure plug 5 instead of on the inner edge of the nozzle 1 e, or at least one capillary groove is provided both on the closure plug 5 and on the nozzle 1 e.
In einer weiteren implementierten Funktionalität überwacht der Gewichtssensor 40 das Gewicht des befüllten Dosierbehälters 1 während seines Transports vom Schmelzeaufnahmeort zum Schmelzeabgabeort. Dadurch kann ein etwaiges Abtropfen oder Auslecken der vom Behälter 1 aufgenommenen Schmelze 37 detektiert werden. In another implemented functionality, the weight sensor 40 monitors the weight of the filled dosing container 1 during its transport from the melt receiving location to the melt discharge location. As a result, any dripping or leaching of the melt 37 received by the container 1 can be detected.
Sobald dann der Dosierbehälter 1 seinen Schmelzeabgabeort über dem Gießzylinder 23 erreicht hat, wird der Entleerungsvorgang ausgelöst, indem, wie in Fig. 14 gezeigt, der Verschlussstopfen 5 in seine Offenstellung zurückgefahren wird, wie durch einen Bewegungspfeil 45 symbolisiert, und die Evakuiereinrichtung abgeschaltet und auf Belüften oder Schutzgasbeaufschlagung umgeschaltet wird, wie durch Strömungspfeile 46 symbolisiert. Die Schmelze 37 gelangt dadurch zügig aus dem Be- hälter 1 in den Gießzylinder 23, wie durch die Ausströmpfeile 38 symbolisiert. Die Formgebung des Behälters 1 und insbesondere seines Bodenbereichs 1 d einschließlich des Stutzens 1 e ermöglicht eine vollständige Entleerung des Behälters 1 in seiner gezeigten, vertikalen Stellung über dem Gießzylinder 23, ohne dass er dazu verkippt werden muss. Once the dosing 1 has reached its Schmelzeabgabeort above the casting cylinder 23, the emptying process is triggered by, as shown in Fig. 14, the closure plug 5 is moved back to its open position, as symbolized by a movement arrow 45, and the evacuation switched off and on Venting or Schutzgasbeaufschlagung is switched on, as symbolized by flow arrows 46. The melt 37 thus passes quickly from the container 1 into the casting cylinder 23, as symbolized by the outflow arrows 38. The shape of the container 1 and in particular its bottom portion 1 d including the nozzle 1 e allows complete emptying of the container 1 in its shown vertical position above the casting cylinder 23, without having to be tilted to it.
Der Gewichtssensor 40 überwacht in einer weiteren implementierten Funktionalität das vollständige Entleeren des Behälters 1 , indem er das - - The weight sensor 40 monitors in a further implemented functionality the complete emptying of the container 1, by the - -
Behältergewicht während des Entleerungsvorgangs überwacht. Sobald durch den Gewichtssensor 40 erkannt wird, dass die Gewichtsreduktion beim Entleerungsvorgang der Gewichtszunahme beim Befüllvorgang entspricht, kann auf eine vollständige Entleerung des Behälters 1 ge- schlössen werden. Diese Überwachung zwischen angesaugter Befüll- menge und entleerter Schmelzemenge kann bei Bedarf als Plausibili- tätsprüfung für Qualitätssicherungszwecke herangezogen werden. Container weight monitored during emptying process. As soon as it is detected by the weight sensor 40 that the weight reduction during the emptying process corresponds to the weight increase during the filling process, a complete emptying of the container 1 can be concluded. If required, this monitoring between the intake volume and the quantity of discharged melt can be used as a plausibility check for quality assurance purposes.
Nach erkanntem, vollständigem Entleeren kann der Behälter 1 dann wieder zum Schmelzeaufnahmeort bewegt werden, wobei der Verschlusstopfen 5 vorzugsweise wieder in seine Schließstellung vorbewegt wird und die Schutzgasbeaufschlagung beendet werden kann. After recognized, complete emptying of the container 1 can then be moved back to the melt receiving location, the closure plug 5 is preferably moved back into its closed position and the Schutzgasbeaufschlagung can be terminated.
Wie oben beschrieben, lässt sich bei der Vorrichtung der Fig. 8 bis 14 das Absenken des Dosierbehälters 1 in das Schmelzebad 28 unter Verwendung des Gewichtssensors 40 überwachen, so dass der Eintauchsensor 15, wie er in der Ausführung gemäß den Figuren 1 bis 7 verwendet wird, entfallen kann. In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann das Absenken des Dosierbehälters 1 in das Schmelzebad 28 zwecks Erreichen der gewünschten Eintauchposition 1A unter Verwendung einer Druckmessung überwacht bzw. gesteuert werden. Dazu wird bei dieser Ausführungsvariante der Behälter 1 mit in seine Offenstellung bewegtem Verschlussstopfen 5 abgesenkt und dabei die Schutzgasbeaufschlagung des Behälters 1 aktiv gehalten. Sobald der Behälter 1 in das Schmelzebad 28 eintaucht, kann das ins Behälterinnere 14 eingeleitete Schutzgas nicht mehr durch die Schmelzeöffnung 4 entweichen, wodurch es zu einem messbaren Schutzgas-Druckanstieg im Behälter 1 und der Schutzgaszuleitung kommt. Dieser Druckstieg kann über einen hierfür vorgesehenen Schutzgas-Drucksensor erfasst werden. Dieser meldet dann das Erreichen der gewünschten Eintauchposition, woraufhin die Schutzgasbeaufschlagung gestoppt und die Evakuiereinrichtung aktiviert wird, um Schmelze in den Behälter 1 einzusaugen. Diese Sys- - - temauslegung eignet sich auch für erfindungsgemäße Ausführungsformen, die nicht mit dem Gewichtssensor ausgerüstet sind. As described above, in the apparatus of Figs. 8 to 14, the lowering of the dosing tank 1 into the molten bath 28 can be monitored by using the weight sensor 40, so that the immersion sensor 15 as used in the embodiment of Figs , can be omitted. In a further alternative embodiment, the lowering of the metering tank 1 into the molten bath 28 may be 1 A monitored using a pressure measurement or controlled in order to achieve the desired dipping position. For this purpose, in this embodiment variant, the container 1 is lowered with the closure stopper 5 moved into its open position, while the protective gas loading of the container 1 is kept active. As soon as the container 1 is immersed in the melt bath 28, the protective gas introduced into the container interior 14 can no longer escape through the melt opening 4, resulting in a measurable protective gas pressure rise in the container 1 and the inert gas supply line. This pressure rise can be detected by a protective gas pressure sensor provided for this purpose. This then reports reaching the desired immersion position, whereupon the Schutzgasbeaufschlagung stopped and the Evakuiereinrichtung is activated to suck melt into the container 1. These sys- - Temauslegung is also suitable for embodiments of the invention, which are not equipped with the weight sensor.
Wie aus der Beschreibung der obigen, lediglich exemplarisch angege- benen Ausführungsbeispiele deutlich wird, stellt die Erfindung eine sehr vorteilhafte, neuartige Schmelzezudosiervorrichtung bereit, mit der sich Schmelze in einer genau dosierbaren Menge ohne Luftzutritt von einem Schmelzebad zu einem Schmelzeabgabeort transportieren lässt. Dazu ist der Dosierbehälter evakuierbar. Während des Schmelzetransfers kann der Dosierbehälter geschlossen gehalten und ein Unterdruck im Dosierbehälter aufrecht erhalten werden. Dieser bewirkt insbesondere in Kombination mit einer Kapillaröffnung bei im Übrigen geschlossener Schmelzeöffnung, dass die Schmelze auch im dortigen kritischen Bereich sicher am und im Behälter gehalten werden kann. Der Dosierbe- hälter kann einen Entnahmestutzen mit gegenüber einem Hauptteil des Behälters sehr geringem Querschnitt aufweisen, wodurch er nur mit diesem Einlassstutzen in das Schmelzebad eingetaucht werden braucht, was Aufreisseffekte an der Oberfläche des Schmelzebades minimal hält. Die Evakuierung des Dosierbehälters hält auch Wärmeverluste gering, wobei je nach Bedarf zusätzlich eine thermische Isolierung für die Behälterwände vorgesehen sein kann, in den gezeigten Ausführungsformen z.B. die Topfwand und/oder der Behälterdeckel. As is clear from the description of the above exemplary embodiments given by way of example only, the invention provides a very advantageous, novel melt metering device with which melt can be transported in a precisely metered amount without the ingress of air from a melt bath to a melt discharge location. For this purpose, the dosing is evacuated. During the melt transfer, the dosing can be kept closed and a negative pressure in the dosing be maintained. This causes, in particular in combination with a capillary opening at the otherwise closed melt opening, that the melt can be held securely on and in the container even in the critical area there. The metering container can have a removal nozzle with a very small cross-section relative to a main part of the container, whereby it only needs to be immersed in the melt bath with this inlet connector, which minimizes the effects of dripping on the surface of the melt bath. The evacuation of the dosing tank also keeps heat losses low, with additional thermal insulation being provided for the tank walls as needed, e.g. the pot wall and / or the container lid.
Ein Aspekt der Erfindung sieht zudem spezielle vorteilhafte Implementie- rungen für einen Gewichtssensor vor, mit dem entsprechende Schmel- zezudosiervorrichtungen ausgerüstet sind. So dient der Gewichtssensor der Überwachung des Gewichts des leeren Dosierbehälters beim Absenken in das Schmelzebad, was in einfacher Weise ein genaues Erreichen einer gewünschten, optimalen Eintauch-/Ansaugposition ermög- licht, ohne dass dazu ein separater Lagesensor z.B. in Form eines außenseitig am Dosierbehälter anzuordnenden Schmelzebad- Eintauchsensors notwendig ist. Je nach Bedarf und Anwendungsfall - - kann der Gewichtssensor mit weiteren Funktionalitäten implementiert sein. So kann er z.B. während des Transports des Dosierbehälters vom Schmelzeaufnahmeort zum Schmelzeabgabeort das Behältergewicht überwachen, um feststellen zu können, ob unerwünschterweise Schmel- ze vom Behälter abtropft bzw. aus diesem ausläuft. In einer weiteren Implementierung kann der Gewichtssensor das Behältergewicht während des Schmelzeeinsaugvorgangs überwachen, um zu detektieren, wann die gewünschte Menge an Schmelze in den Behälter eingesaugt wurde, um dann den Schmelzeaufnahmevorgang zu stoppen. In einer noch weiteren Implementierung kann der Gewichtssensor dazu benutzt werden, das Behältergewicht beim Entleerungsvorgang zu überwachen, um feststellen zu können, ob der Behälter vollständig entleert wurde. Es versteht sich, dass je nach Bedarf auch nur ein Teil dieser genannten Funktionalitäten für den Gewichtssensor implementiert sein braucht. One aspect of the invention also provides specific advantageous implementations for a weight sensor equipped with corresponding melt metering devices. Thus, the weight sensor is used to monitor the weight of the empty dosing container when lowering into the melt bath, which makes it possible to achieve a desired, optimum dipping / suction position in a simple manner without requiring a separate position sensor, for example in the form of an outside to be arranged on the dosing Schmelzebad- immersion sensor is necessary. Depending on requirements and application - - The weight sensor can be implemented with additional functionalities. Thus, for example, it can monitor the container weight during the transport of the dosing container from the melt receiving location to the melt discharge location, in order to be able to determine whether undesirable melt drips off the container or runs out of it. In another implementation, the weight sensor may monitor the container weight during the melt suction process to detect when the desired amount of melt has been sucked into the container to stop the melt picking operation. In yet another implementation, the weight sensor may be used to monitor the container weight during the evacuation process to determine if the container has been completely emptied. It is understood that only a part of these mentioned functions for the weight sensor needs to be implemented as needed.
In den Figuren 1 bis 7 ist ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel ohne Gewichtssensor, jedoch mit Kapillaröffnung gezeigt, in den Figuren 8 bis 14 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, das sowohl den Gewichtssensor als auch die Kapillaröffnung aufweist. Es versteht sich, dass die Erfindung darüber hinaus auch Ausführungsformen umfasst, die nur den Gewichtssensor in entsprechenden Implementierungen, hingegen nicht die Kapillaröffnung an der im übrigen geschlossenen Schmelzeöffnung aufweisen. Die erfindungsgemäße Schmelzezudosiervorrichtung ist nicht nur für den explizit gezeigten Fall von Metalldruckgießmaschinen verwendbar, sondern für beliebige andere Gießeinrichtungen, bei denen Schmelze von einem räumlich entfernten Schmelzebad zu einem Schmelzeabgabeort bzw. Gießort zu transferieren ist, wie z.B. auch bei Kokillengießan- lagen. Die erfindungsgemäße Schmelzezudosiervorrichtung ist sehr einfach an bestehende Gießeinheiten und Schmelzöfen anpassbar, so dass bestehende Anlagen problemlos damit nachgerüstet werden kön- - - nen. Auch größere Badspiegelschwankungen im Schmelzentiegel des Schmelzofens stellen für die erfindungsgemäße Schmelzezudosiervorrichtung kein Problem dar. Der Dosierbehälter wird einfach so weit in den Schmelzentiegel abgesenkt, bis detektiert wird, dass der Behälter mit seinem Einlassstutzen in das Schmelzebad eintaucht. Die Transfereinheit für den Dosierbehälter lässt sich konstruktiv einfach halten und kommt bei Bedarf mit nur einem einzigen Antrieb aus. Mit der erfindungsgemäßen Schmelzezudosiervorrichtung können beliebige übliche Schmelzematerialien transferiert werden, insbesondere metallische Schmelzen wie für Aluminium-, Magnesium- und Zinkguss. FIGS. 1 to 7 show an embodiment according to the invention without a weight sensor, but with a capillary opening; FIGS. 8 to 14 show an embodiment which has both the weight sensor and the capillary opening. It is understood that the invention also includes embodiments that have only the weight sensor in corresponding implementations, however, not the capillary opening at the otherwise closed melt opening. The melt metering device according to the invention can be used not only for the explicitly shown case of metal diecasting machines, but for any other pouring devices in which melt is to be transferred from a spatially remote melt bath to a melt discharge location, for example also in mold casting plants. The melt metering device according to the invention is very easily adaptable to existing casting units and furnaces, so that existing installations can easily be retrofitted therewith. - - NEN. Even larger Badspiegelschwankungen in melting crucible of the melting furnace are no problem for the inventive Schmelzezudosiervorrichtung. The dosing is simply lowered so far into the crucible until it is detected that the container is immersed with its inlet nozzle in the melt. The transfer unit for the dosing tank can be kept structurally simple and can be used with only a single drive if required. With the melt metering device according to the invention, it is possible to transfer any customary melt materials, in particular metallic melts, such as for aluminum, magnesium and zinc castings.

Claims

Patentansprüche claims
1. Schmelzezudosiervorrichtung für eine Gießeinrichtung, mit 1. melt metering device for a casting device, with
einem zwischen einem Schmelzeaufnahmeort und einem Schmelzeabgabeort bewegbaren, evakuierbaren Dosierbehälter (1 ), der dafür eingerichtet ist, eine dosierbare Menge an Gießschmelzematerial am Schmelzeaufnahmeort aus einem Schmelzebad zu entnehmen, an den Schmelzeabgabeort der Gießeinrichtung zu überführen und dort abzugeben, und einer Evakuiereinrichtung (7, 17), die zur Evakuierung des Dosierbehälters mit diesem gekoppelt ist,  an evacuatable metering container (1) which is movable between a melt receiving location and a melt discharge location and which is adapted to remove a meterable amount of casting melt material from a melt bath at the melt receiving location, transfer it to the melt discharge location of the pouring device and deliver it there, and an evacuation device (7, FIG. 17), which is coupled for evacuation of the dosing with this,
gekennzeichnet durch marked by
ein ansteuerbares Verschlussmittel (5, 6) zum wahlweisen Öffnen und Schließen einer Schmelzeöffnung (4) des Dosierbehälters (1 ), wobei das Verschlussmittel in seiner Schließstellung die Schmelzeöffnung des Dosierbehälters unter Belassung einer Kapillaröffnung (4a) verschließt, und/oder  a controllable closure means (5, 6) for selectively opening and closing a melt opening (4) of the dosing (1), wherein the closure means in its closed position closes the melt opening of the dosing while leaving a capillary (4a), and / or
einen Gewichtssensor (40), der dafür eingerichtet ist, das Gewicht des leeren Dosierbehälters beim Absenken in das Schmelzebad auf das Erreichen einer vorgebbaren Eintauchposition (1A) des Dosierbehälters zu überwachen. a weight sensor (40) which is adapted to monitor the weight of the empty dosing container when lowering into the melt bath to reach a predefinable immersion position (1 A ) of the dosing.
2. Schmelzezudosiervorrichtung nach Anspruch 1 , weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Kapillaröffnung durch einen Kapillarringspalt (4ai) zwischen einem Innenrand (1 e') der Schmelzeöffnung und einem Außenrand (5a) des Verschlussmittels oder durch wenigstens eine Kapillarspaltrille (4a2) gebildet ist, die am Innenrand der Schmelzeöffnung oder am Außenrand des Verschlussmittels vorgesehen ist. 2. melt metering device according to claim 1, further characterized in that the capillary is formed by a Kapillarringspalt (4ai) between an inner edge (1 e ') of the melt opening and an outer edge (5a) of the closure means or by at least one Kapillarspaltrille (4a2) is provided on the inner edge of the melt opening or on the outer edge of the closure means.
3. Schmelzezudosiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, weiter dadurch gekennzeichnet, dass das ansteuerbare Verschluss- mittel einen längsbeweglich im Dosierbehälter angeordneten Verschlussstopfen (5) beinhaltet und die Schmelzeöffnung in einem Bodenbereich (1 d) des Dosierbehälters vorgesehen ist. 3. melt metering device according to claim 1 or 2, further characterized in that the controllable closure includes a longitudinally movably arranged in the dosing container sealing plug (5) and the melt opening in a bottom portion (1 d) of the dosing is provided.
Schmelzezudosiervorrichtung nach Anspruch 3, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelzeöffnung durch einen vom Bodenbereich des Dosierbehälters nach außen abragenden, rohrförmigen Stutzenbereich (1 e) gebildet ist. Melt metering device according to claim 3, further characterized in that the melt opening is formed by a projecting from the bottom region of the metering outwardly, tubular nozzle portion (1 e).
Schmelzezudosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bisMelt metering device according to one of claims 1 to
4, weiter gekennzeichnet durch ein ansteuerbares Schutzgasbeaufschlagungsmittel (9 bis 12) zur steuerbaren Beaufschlagung des Dosierbehälters mit einem Schutzgas. 4, further characterized by a controllable Schutzgasbeaufschlagungsmittel (9 to 12) for controllable loading of the dosing with an inert gas.
Schmelzezudosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bisMelt metering device according to one of claims 1 to
5, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Evakuiereinrichtung eine Vakuumpumpe (7) oder eine gesteuert betätigte Kolben-Zylinder-Einheit (17) beinhaltet. 5, further characterized in that the Evakuiereinrichtung includes a vacuum pump (7) or a controlled actuated piston-cylinder unit (17).
Schmelzezudosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bisMelt metering device according to one of claims 1 to
6, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtssensor dafür eingerichtet ist, das Gewicht des befüllten Dosierbehälters bei dessen Bewegung vom Schmelzeaufnahmeort zum Schmelzeabgabeort auf Schmelzeverlust zu überwachen. 6, further characterized in that the weight sensor is adapted to monitor the weight of the filled dosing tank as it moves from the melt receiving location to the melt discharge point for melt loss.
Schmelzezudosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bisMelt metering device according to one of claims 1 to
7, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtssensor dafür eingerichtet ist, das Gewicht des Dosierbehälters beim Schmelzeabgabevorgang auf vollständige Entleerung zu überwachen. 7, further characterized in that the weight sensor is adapted to monitor the weight of the dosing tank during the melt discharge operation for complete emptying.
9. Verfahren zur Schmelzezudosierung für eine Gießmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung des Verfahrens eine Schmelzezudosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 verwendet wird. 9. A method for melt metering for a casting machine, characterized in that for carrying out the method a Schmelzezudosiervorrichtung according to any one of claims 1 to 8 is used.
10. Verfahren nach Anspruch 9, weiter dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufnehmen von Schmelzematerial aus dem Schmelzebad der Dosierbehälter bis zum Erreichen der vorgebbaren, über den Gewichtssensor detektierten Eintauchposition in das Schmelzebad abgesenkt wird, das Verschlussmittel in eine Offenstellung gesteuert wird und die Evakuiereinrichtung aktiviert wird. 10. The method according to claim 9, further characterized in that for receiving melt material from the melt bath of the dosing is lowered until reaching the predetermined immersion position detected via the weight sensor in the melt bath, the closure means is controlled in an open position and the evacuation is activated ,
1 1. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, weiter dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnehmen von Schmelzematerial aus dem Schmelzebad in den Dosierbehälter nach Ablauf einer vorgebbaren Zeitdauer oder bei Erreichen einer vorgebbaren, detektierten Schmelzefüllmenge im Dosierbehälter beendet wird, wobei das Verschlussmittel in seine Schließstellung gesteuert wird. 1 1. The method of claim 9 or 10, further characterized in that the inclusion of melt material from the melt bath is terminated in the dosing after a predetermined period of time or upon reaching a predetermined, detected Schmelzefüllmenge in the dosing, wherein the closure means controlled in its closed position becomes.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Evakuiereinrichtung nach beendetem Aufnehmen von Schmelzematerial aus dem Schmelzebad in den Dosierbehälter bei geschlossen gehaltenem Verschlussmittel aktiviert gehalten wird, bis ein Schmelzeabgabevorgang beginnt. 12. The method according to any one of claims 9 to 1 1, further characterized in that the evacuator is kept activated after completion of receiving melted material from the melt bath in the dosing with closed closure means until a melt discharge operation begins.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, weiter dadurch gekennzeichnet, dass zum Abgeben von Schmelzematerial aus dem Dosierbehälter das Verschlussmittel in eine Offenstellung gesteuert wird und die Schutzgasbeaufschlagung aktiviert wird. 13. The method according to any one of claims 9 to 12, further characterized in that for discharging melt material from the metering the closure means is controlled in an open position and the Schutzgasbeaufschlagung is activated.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der Dosierbehälter durch Erfassen seines Gewichts beim Bewegen vom Schmelzeaufnahmeort zum Schmelzeabgabeort auf Schmelzeverlust und/oder beim Schmelzeabgabevorgang auf vollständige Entleerung überwacht wird. Method according to one of claims 9 to 13, further characterized in that the metering container is monitored by detecting its weight when moving from the melt receiving location to the melt discharge point to melt loss and / or the melt discharge process to complete emptying.
15. Druckgießmaschine, insbesondere Metalldruckgießmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Schmelzezudosiervor- richtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 aufweist. 15. Die casting machine, in particular metal die casting machine, characterized in that it comprises a Schmelzezudosiervor- direction according to one of claims 1 to 8.
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