DE2109261A1 - Regelvorrichtung der Verschlußspindel an einer Gießpfanne - Google Patents

Description

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25. Februar 1971

Sooiete des Ponderies de Pont-a-Mousson, 9I₅ Avenue de la liberation, 5^ Έ&ηνγ, Frankreich

der 7erseh.lußspindel an einer 3-ieS"ofanne

Ti? Torliegetide TTrfinaung betrifft die Steuerung von Yersc}-.]ⁿaßFpinäelii an C-ießpfannen für G-u!?eisen oder andere, bein G-ieP.en verwendetes fl^eeiges Metall.

^p Kind bereit? pnetimatipclie oder "hydraulische Steuer^T*-:-rrich-.it, '.«/eiche für den Abetich mit einem die 7er- ?. ?.nhebenden Druckzylinder arbeiten. Diese Steuerur.^^vr-rriohtungen ε.1η-ί pc .ausgebildet, daß sie die Yer- b".^v lufi spindel pov/eit anheben, d^ß ein bestimmter ΡάηΓ·πυ er schnitt ^¹Ur die Strönung des flüsfii^en Metalls zv/ischen der Abstichöffnung und der Yerpchlußspinäel schaffen, um eine bestimmte DurchfluQrnenge zu haben. Der Druckzylinder der Steuervorrichtung hat daher ^inen bestimmten Hub.

Die Anmolderin h«5t ;;odoch festgestellt, daß die Abstichöffnung durch Ablagerung von erstarrtem Metall zur Yer<=>:-gung neigt. Dies beruht auf der Tatsache, daß die Temperatur der feuerfesten Auskleidung der Abstichöffnung und des flüssigen Meta.']

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in der Fähe der Abstichöffnung relativ niedriger ist, insbesondere wenn die Gießpfanne eine geringe Menge flüssigem Metalls im Verhältnis zu ihrem Fassungsvermögen während einer genügend langen Zeit enthält, um das Metall sich abkühlen zu lassen. Daraus ergibt sich eine unbestimmte /'nderung der Durchf lußn°Bge ,· die bis zum Festbacken der Verschlußspinöel auf ihrem Sitz führer, kann.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Regelvorrichtung für die Verschlußspindel an einer G-ießpfsnne, welche derart verbessert ist, da.ß dieser Nachteil behoben und eine konstante Durchflußmenge sichergestellt wird.

Diese regelvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, da.ß sie Mittel zum \nheben der Vereohlußspindel mit langem ^uub und Mittel zum ΐ/iederabsenken öey Ve^schlußsOindel mit kürzerem Hub aufweist.

ein^cr Ausführungsform enthält sie in Eombiratior.: ein bewegliche? ^XTuborgang für die VerschluSspindel, welches eine Alteniativbewegung ausführen kann, einer, aus— und einschalt— baren Anschlag ir der "Rückbewegungsbahr (treiact.:.ire de ret^u?¹ di = ses T-Iuborgan, sowie Betäti^unrsTP.ittel, um ?a^Qrst ci°fp? ^T-^Tub organ derart zu bewegen, daß die Tersehlu*?spindel die Abstichöffnung während des Cffnens weit freigibt, se dann den ausschaltbaren Anschlag in seine aktive Stellung in der P.ückbewegurgsbahn des Huborgsngs zu bringen, und dem Huborgan durc"h diesen eingeschalteten Anschlag eine begrenzte P.ückbewegung zu geben, derart, daß der Ftrorr.irrFquerschnitt der Abstichöffnung verkleinert, aber nicht verschic ssen wird.

Das Hubo^v-gan der Verschlußspin:'el und der Anschlag können vnr-.''ujFweise aus zwei Kolben bestehen, welche im Inneren eines fest angeordneten Zylinders eines Druckzylinders montiert sind

Nachdem die Yerschlußspindel zuerst weit öffnend angehoben worden ist (maximaler Hub des Huborgpns), strömt eine beträcht liche Menge flüssigen I-Ietails durch dl? Abstichöffnung und erhitzt die feuerfesten, relati" lauwarmer ^T.iänc3e_t nachdem es dap

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in der Umgebung der Abstichöffnung erstarrte KetalI wieder geschmolzen und entfernt hat. So dann wird die Verschlußspindel etwas abgesenkt durch die Rüokbewegung des Euborgans auf dem eingeschalteten Anschlag 7U, um nur eine kleinere öffnung zu- belassen und auf diese Weise die Strömungsmenge eu regeln und FU begrenzen. Zu diesem Zeitpunkt kühlt sich das flüssige Metall nicht bei dem Kontakt mit den vorher erwärmten Wänden ab, obwohl die Strömung?öffnung kleiner ist. ^s treten daher keine Verengungen auf.

!Weitere ITinzelheiten und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor.

Die Zeichnungen neigen beispielhaft in:

Pig. 1 einen schematischen Schnitt durcr die erfindungsgemäße Hegelvorrichtung für die Verschlußspindel an einer Gießpfanne, wobei die Verschlußspindel in Schließstellung befindlich ist:

Pig. 2 eine äer Pig. -1 entsprechende Schnittdarstellung der Vorrichtung, wobei die Verschlußspindel in ihrer maximalen Öffnungsetellung befindlich ist;

Pig. ■* eine MhnlichsDarstellung der Vorrichtung, wobei die Verschlußspindel in der Stellung kleinerer öffnung befindlich ist;

Pig. ·£ einen Teilschnitt einer anderen ...AuSführungsfcrin der Regelvorrichtung in schließender Darstellung.

Gemäß dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Erfindung angewendet auf eine Gießpfanne 1 mit feuerfester Auskleidung, welche flüssiges Metall enthält, z.B. Gußeisen A. Diese Gießpfanne 1 weist eine Abstichöffnung 2 und eine Ve schlußspind el ^ für die Abstichöffnung 2 auf. Diese Verschlußspindel "* wird durch einen Druckzylinder T betätigt, dessen Zylinder A an ^ev Gießpfanne 1 befestigt ist.

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Dieser Druckzylinder enthält zwei hintereinander montierte Kolben;

Der eine,unteis Kolben 5 bildet dabei einen beweglichen Anschlag zwischen einer niedrigen ausgeschalteten Stellung (Pig. 1 u. 2) und einer anderen, höheren eingeschalteten Stellung (Pig.·²) ;

der andere, ober-e Kolben 6 bildet das Huborgan für die 7»r— sehluSspindel ¹^.

Der Anschlagkolben 5 ist nach unten durch eine Kolbenstange 7 verlängert, welche den Boden des Zylinder" 4 durchdringt ur.d an ihrem Hnde ein Gewinde ^z aufweist. Auf dieses Side ist eine Stellschraube 9 geschraubt, die durch ihren Anschlag an den Boden des Zylinders 4 die wirksame Länge der kolbenstange 7 regelt, d.h. die höhere eingeschaltete, als Anschlag wirkende Stellung des Kolbens.

Der Kolben β ist nach oben durch eine Kolbenstange 10 verlängert, welche fest verbunden ist mit einem Joch 11 für die Bewegung der Yerschlußspinöel ~. Die Kolbenstange 10 hat einen Durchmesser welcher größer ist als der der Kolbenstange 7, derart, daß der wirksame Querschnitt der unteren Fläche des Anschlagkolbens 5 größer als der der oberen Fläche des Kolbens 6. In den Zylinder ζ des Druckzylinders münden drei Flüssigkeitsleitungen 12, 13, 14: die Latungen 12 und 14 an den Enden des Zylinders, bzw. unterhalb der unteren Fläche des Kolbens 5 und oberhalb der oberen Fläche des Kolbens 6, und die leitung.1? in der ITähe der Mitte des Zylinders zwischen den Flächen des Kolbens 5 und 6, welche sich gegenüber stehen.

Drei-

Jede leitung 12, 1», 14 ist über*e4.'Wegeelektroventile 17,18, 19, welche symbolisch als Verteiler-Schieber mit rwei Stellungen dargestellt sind, entweder mit einer Versorgungsleitung 15 für unter Druck stehende Flüssigkeit verbunden, oder mit einer Sntleerungsleitung 16. Auf den Schieber werden durch einen Elektromagneten 20 und eine Rückholfeder 21 entgegesetzte Wirkungen ausgeübt. Eür. die Stellung a des Schiebers wird die leitung

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(12,13 oder 14) mit der Versorgungsleitung 15 für die unter Druck stehende Flüssigkeit verbunden. In der anderen Stellung b· wird die leitung (12,1? oder 14) mit der Entleerungsleitung 16 verbunden.

Die Funktionsweise ist wie folgt.

Vor einem Abstich befindet sich die Verschlußsp.indel ? (Fig.1) in der die Abstichöffnung 2 verschließenden Stellung. Diese Stellung wurde erreicht durch Beaufschlagung der leitung 14 mit unter Druck stehender Flüssigkeit, indem die leitungen 12 und 1? mit der Entleerungsleitung verbunden warden, wobei die elektromagnetischen Ventile in der in Fig. 1 dargestellten Stellung befindlich waren. In dieser Stellung ist der Kolben 5 ausgeschaltet, indem er gegen den unteren Boden des Zylinders anliegt, und der Kolben 6 ruht auf dem Kolben 5 auf und befindet sich im maximalen Abstand χ vom oberen Boden des Zylinders des Druckzylinders.

Um den Abstich durchzuführen, fährt man zunächst mit einer großen Öffnung der Abstichöffnung 2 dtirch Anheben der Verschlußspindel in die in Fig. 2 dargestellte hohe lage; diese erhält man, indem die Leitung 14 entleert wird und die leitungen 12 und 1? mit Druckflüssigkeit beaufschlagt werden. Der untere Anschlagskolben 5 bewegt sich nicht,.da der gleiche Druck auf seine große obere Fläche und auf seine ringförmige untere Fläche ausgeübt wird. Dagegen wird der obere Kolben 6 bis zu seinem Ansthlag gegen den oberen Boden des Zylinders 4 hochgehoben. Sein Hub beträgt x. Die Verschlußspindel ¹^ wird um χ (Fig.2) angehoben und setzt die Abstichöffnung vollkommen frei, wodurch das Gußeisen in großer Durohflußmenge ausströmen kann. Dieses G-ußeisen erwärmt dadurch die feuerfesten Wände der Abstichöffnung 2. Diese gr-'-ße Hubhöhe χ derVerschlußspinciel "i wird nur während eines kurzen Augenblicks (in der Größenordnung 1 Sek. für eine Verschlußspindel von normalen Abmessungen und bei einer großen Verschlußspindel' etwas langer) aufrechterhalten.

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Unmittelbar danach wird die leitung 1 ? entleert und die Leitung 14 wieder mit Druckflüssigkeit beaufschlagt (.Pig.") . Per Anschlagkolben 5 steigt um y bis zum Anschlag der Stellschraube 9 an der Unterseite des Bodens des Zy.inders 4, während der Kolben 6 wieder heruntersinkt; jedoch aufgrund der Tatsache, daß die Kolbenstange 7 einen geringeren Durchmesser hat als die Kolbenstange 10, ist die Fläche des Kolbens 5, auf welche Ton unten nach oben der Druck der Flüssigkeit der leitung 12 ausgeübt wird, größer als die des Kolbens 6 auf welche von ober·, nach unten der Druck der Flüssigkeit ausgeübt wirr?, derart,
daß die Hubkraft des Kolbens 5 größer ist als die nach unten gerichtete Kraft des Kolbens 6; der Kolben 5 kann daher seine hochgehobene, eingeschaltete Stellung im Abstand y über dem Boden des Druckzylinders 4 beibehalten, ohne von. dem Kolter heruntergedrückt zu t'/erder·. Dieser letztere kann sich aus der in Fig. 2 dargestellten oberen Stellung nicht um m^hr senken als um den Wert (3^r-x) .

Die Versdlußspindel r wird ebenfalls a,uf einen Abstand γ von ihrem Sitz näher an die Abstichöffnung 2 herangeführt, derart, daß der Querschnitt 5er Imrchströmöffnung verengt "and die
Strömungsmenge des Gußeisens begrenzt wird.

TJm den St^om des Gußeisens ?u vinterbreoher, stellt zan die
Hähne 17, 13, 19 in ihre in Fig. 1 dargestellte Stellung.

Pas Freisetzen der Abstichöffnung " vollzieht rieh also iv.
zwei Stufen: in einer ersten, kurzer. Ctufe großer C^frunj 'lurch eiren großen Wjib (::) der ^T.^rersr^viußspindel 3, und in e = ner
"weiten, langen Stuf^ kleinerer öffnung, durch Absenker der Vorschliißspindel ^ ohne es zum Te-nschluiB kormen zu Zare^c:c (Hubhöhe x-y) , um die Strömungenen~e ^r*u begi'orzm und sit regeln.

Pns ^tarke Frhitzen d^r feuerfesten Auskleidung öer Abstich-Öffnung 2, welcher auf die anfängliche rötere StrömuKjsiaenge d&e. Gußeisens rurückruführer, ist, verhindert, daß eich, das
Gußeiser. in. der f'öhe der A.b st ich öff nun/r 2 verfestigt und dieseverengt, selbst v^enr die Versch3ußEpi.n:'f»l * in der in Fig. ~ dargestellten, die Abstichöffnung 2 "orkleinerröec Stellung ist.

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Tie Strömungsmenge des Oußeisens kann durch Indern rl er Hubhöhe γ des Ans^'laglrolbers 5 mit Tiilfe der Aufsatzgew:'nde 0 ge-PC'~ raub ten Stellschraube 9 geregelt werden.

Fig. A 2relgt eine abgeänderte Ausführung?form, bei welcher die Oberseite des Kolbens 6 ständig nit ^TTilfe de"" leitung 14a unc mit TTilfe eines rVuckminderer⁰ Γ· fuf ^oineni Zurück gehalt er wird, v.^relcher niedriger ist als der Truck ."er zugefübrten Flüssigkeiten in 15, und ντο ein elektrischer Verteilter 22 mit ^TTier l'JeQW. 15. 16, 12a, 1~? und init drei Ste" Innren die drei elektromagnetischen Yentile res ^rstn Ausführungsbeispiele? ersetzt.

r.s sind aisp': aniere JLusführungsformen möglich. Go kann nie aup dem Druck-!ine"er -" mit zv^ei hintereinarderliegenden Kolben 5 und S bestehende Hegelvorrichtung ersetst werden durch jede andere glei^3;wertige Iiegelvorricl:tung mit doppeltem 3Iub: einen langen Hub für die ".berste Stellung der Yerschlußspindel " und die vollständige Öffnung der Abstichöffnung 2, und einem kurzen Füb für die niedrige Stellung der Yerschlußepindel " ohne Verschluß der Öffnung.

Man kann z.B. zv/ei hintereinander geschaltete Druckzylinder verwenden, oder auch einen Druckzylinder und eine mechanische Vorrichtung, welche hintereinander geschaltet sind, oder auch zwei mechanische Vorrichtungen, z.B. nachArt eines litzels und einer Zahnstange, welche hintereinander montiert sind.

Patentansprüche:

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Claims (6)

Patentansprüche

1. Regelvorrichtung für die Verschlußspindel an einer Gießpfanne, dadurch gekennzeichnet, daß sie Hubmittel (V,6) für die Verschlußspindel (3) mit langem Hub, und Mittel (V,5) zum ^wiederabsenken der Verschlußspindel (3) mit kürzerem Hub aufweist.

2. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Kombination aufweist: ein bewegliches Organ (6) für eine abwechselnde Hubbewegung der

• Verschlußspindel (3), einen in die Rückbewegung dieses Huborgans (6) ein-und ausschaltbaren Anschlag (5) und Betätigunsmittel (V) um zunächst dieses Huborgan (6) derart su bewegen, daß die Verschlußspindel (3) die Abstichöffnung

(2) beim Öffnen weit freigibt, und so dann den ausschaltbaren Anschlag (5) so zu bewegen, daß eier in die Rüekbewegungsbahn des Huborgans (6) eingeschaltet wird, und schließlich, um dem Huborgan (6) eine durch diesen eingeschalteten Anshlag (5) begrenzte Rückbewegung zu erteilen, derart, daß die Strömungsöffnung der Abstichöffnung (2) verkleinert, aber nicht verschlössen wird.

3. Regelvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Huborgan (6) der Verschlußspindel

(3) ein Kolben ist, und daß der ausschaltbare Anschlag ein Kolben (5) ist, und daß diese beiden Kolben (6 und 5) im Inneren eines Zylinders (4) eines Druckzylinders (V) befindlich sind, welcher an der Gießpfanne (1) befestigt ist.

4. Regelvorrichtung nach -einem der Ansprüche 2 oder ", dadurch gekennzeichnet , daß der Druckz3^rlinder (V) Kolben (5 und 6) mit doppelt wirkenden Flächen und mit Kolbenstangen aufweist, wobei der Kolben (5) eine Kolbenstange (7) von kleinerem Durchmesser als die Kolbenstange (10) des anderen Kolbens (6) aufweist, sowie drei Flüssigkeitsleitungen (12,1", Ή), von denen die erste (12) und die letfte (1-Ί) jeweils über den Endflächen der Kolben

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(5 und 6) münden, während die zweite leitung (13) zwischen den "beiden Kolben mündet, wobei diese Leitungen durch drei .Wegehähne (17,18,19) entweder an eine Zuführungsleitung (15) für die Druckflüssigkeit, oder an eine Entleerungsleitung (16) angeschlossen werden können, um zuerst den Hubkolben (6) beim Öffnen der Abstichöffnung (2) zu bewegen, so dann den den ausschaltbaren Anschlag bildenden Kolben (5) zu bewegen, und schließlich den Hubkolben (6) derart·zurückzubewegen, daß die Verschlußspindel (3) abgesenkt wird und auf diese Weise den Strömungsquerschnitt der Abstichöffnung verkleinert aber nicht verschließt.

5. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Druckzylinder (V) doppelt wirkende Kolben (5 und 6) und drei Druckflüssigkeitsleitungen (12a,13a,14a) aufweist, wobei die erste (12a) und die letzte (14a) dieser Leitungen jeweils über den Endflächen der Kolben (5 und 6) münden, während die aweite Leitung ;(-.13a) zwischen den zweiten Kolben mündet, wobei die zwei ersten Leitungen (12a,1?a) über einen Vierwegeverteiler (22) mit. drei m'öglichen Stellungen entweder an eine Zuführungsleitung (15) für Druckflüssigkeit, oder an eine Entleerungsleitung (16) angeschlossen werd.en können und die dritte Leitung (14a) über einen Druckminderer (D) mit der Zuführungsleitung (15) für die Druckflüssigkeit verbunden ist, derart, daß die in die obere Kammer des Kolbens (6) gelangende Flüssigkeit unter einem geringeren Druck steht als die Flüssigkeit, welche über die zwei ersten Leitungen (12a,13a) gelangen kann, derart, daß das Huborgan (6) während des Öffnens der Abstichöffnung (2) betätigt wird, so dann der ausschal tbar? Anschlag (5) in seine aktive Stellung eingeschaltet wird, bevor der Hubkolben (6) zurückkehrt, um die Verse*¹ lußspindel (3) auf diese Weise abzusenken und die Strömungsöffnung der Abstichöffnung zu verkleinern,aber nicht zu verschließen.

6. T'egelvorri chtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch

ο i_r e Ti η 7 e i r h η e t , daß die Kolbenstange (7)

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des Kolbens (5) an ihrem Ende ein G-ewinde (3) und eine Stellschraube (9) aufweist, welche einen Anschlag -^egen den Zylinderboden (4) äes !Druckzylinders (Y) bildet.

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