DE2109261C - Regelvorrichtung fur eine Stopfenstange einer Gießpfanne - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung für eine Stopfenstange einer Gießpfanne mit einem an der Gießpfanne befestigten Hubzylinder, dessen Kolben mit der Stopfenstange verbunden ist, und mit zwei jeweils an einer wirksamen Fläche des Kolbens in den Zylinder mündenden Druckmittelleitungen. Bekannte Regelvorrichtungen dieser Art (deutsche Auslegeschrift 1250 066, 1280 509) können beim Abstich nur so betätigt werden, daß die Stopfenstange ihren maximalen Hub nach oben durchführt und in dieser Stellung bis zum Ende des Absliches verbleibt. Es entsteht dabei ein bestimmter Ringquerschnitt zwischen der Stopfenstange und der Abstichöffnung für die Strömung des flüssigen Metails. Die aus Kolben und Hubzylinder bestehende Kolbenarbeitsmaschine besitzt also einen Hub von vorgegebener Länge, dessen Endlagen die Öffnungsstellung und die Schließstellung für die Stopfenstange definieren.

Es wurde gefunden, daß die Abstichöffnung durch Ablagerung von erstarrtem Metall zur Verengung neigt. Dies beruht auf der Tatsache, daß die Temperatur der feuerfesten Auskleidung der Geißpfanne im Bereich der Abstichöffung ebenso wie die Temperatur des Metalls in diesem Bereich relativ niedrig ist, insbesondere, wenn die Gießpfanne eine im Verhältnis zu ihrem Fassungsvermögen geringe Meüge an flüssigem Metall während einer Zeitspanne enthält, die ausreicht, um das Metall abkühlen zu lassen. Daraus ergibt sich eine unkontrollierbare Änderung der Durchflußmenge, und es kann sogar zum Festbacken der Stopfenstange auf ihrem Sitz kommen.

Gleiche Nachteile sind bei einer von der eingangs genannten Gattung abweichenden bekannten Vorrichtung gegeben (USA.-Patentschrift 2 753 606), welche einen aus einem Ritzel und einer Zahnstange bestehenden mechanischen Antrieb für die Betätigung der Stopfenstange aufweist. Auch dort wird die Stopfenstange lediglich zwischen zwei Endlagen hin- und hergefahren, nä'mlich zwischen einer angehobenen Öffnungsstellung und einer abgesenkten Schließstellung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regelvorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine unkontrollierbare Verengung des Durchflußquerschnitts der Abstichöffnung verhindert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Regelvorrichtung nach der Erfindung gekennzeichnet durch einen zweiten im Hubzylinder vorgesehenen Kolben, der vom ersten Kolben unabhängig ist, und durch eine dritte Druckmittelleitung, die an der dem ersten Kolbon abgewandten wirksamen Fläche des zweiten Kolbens in den Hubzylinder mündet.

Zu Beginn des Abstichvorgangs führt der erste Kolben seinen vollen Hub nach oben durch und hebt dabei die Stopfenstange in eine maximale Öffnungsstellung an. Dabei strömt eine beträchtliche Menge flüssigen Metalls durch die Abstichöffnung und erhitzt deren relativ kühle feuerfeste Wände, nachdem es das in der Umgebung der Abstichöffnung erstarrte Metall wieder geschmolzen und entfernt hat. Anschließend daran wird die Stopfenstange etwas abgesenkt, und zwar wird hierzu der erste Kolben nach unten gefahren, bis er auf den nun angehobenen und als Anschlag wirkenden zweiten Kolben auftrifft. Auf diese Weise wird eine Öffnungsstellung kleineren Durchtrittquerschnius für die Stopfenstange definiert, um die Durchflußmenge des Metalls zu regeln und zu begrenzen. Obwohl geringere Mengen an flüssigem Metall austreten und obwohl die Durchflußöffnung kleiner ist, kommt es zu keiner Abkühlung des flüssigen Metalls, da die Wunde, an denen es entlangströmt, vorher erwärmt worden sind. Es treten daher keine unkontrollierbaren Verengungen auf.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die drei Druckmittelleitungen über Dreiwegeventile wahlweise an eine unter Druck stehende Zuführungsleitung oder an eine Abführungsleitung anschließbar. Auf diese Weise läßt sich in sehr einfacher Weise die Bewegung der beiden voneinander unabhängigen Kolben steuern.

Alternativ dazu ist die Regelvorrichtung nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den beiden Kolben mündende Druckmittelleitung und die Druckmitteüeitung, die an der dem ersten Kolben abgewandten wirksamen Fläche des zweiten Kolbens mündet, über einen mit drei Stellungen versehenen Vierwegeverteiler wahlweise an eine unter Druck stehende Zuführungsleitung oder an eine Abfühurngslei-

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tung anschlisßbar sind und daß die verbleibende Druckmittelleitung über einen Druckminderer mit der Zuführungsleitung in Verbindung steht. Auch dies stellt eine bevorzugte Möglichkeit für die Bewegungssteuerung der beiden Kolben dar.

Nach einem weiteren Merkmal ist die Regelvorrichtung nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange des zweiten Kolbens am Ende mit einem Gewinde versehen iit und eine Stellschraube trägt, welche einen Anschlag gegen den zylindrischen Boden des Hubzylinders bildet. Dies bietet die Möglichkeit, die Lage, die die Stopfenstange in ihrer halb abgesenkten Stellung einnimmt, zu verändern und an die jeweiligen Gegebenheiten anzupassen.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mii der belügenden Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung i:eigt in

F i g. 1 einen achematischer. Schnitt durch eine erfindungsgemäße Regelvorrichtung für eine ^'^pfen-M.'nge einer Gießpfanne, wobei sich die Stopfenstange in Schließstellung befindet,

F i g. 2 eine der F i g. 1 entsprechende Se'nniudars'.ellung der Vorrichtung, wobei sich die Stopfen- as simige in ihrer maximalen Öffnungsstellung befindet, F i g. 3 eine ähnliche Darstellung der Vorrichtung, wobei sich die Stopfenstange in der Stellung kleinerer (M't'nung befindet,

Fig. 4 einen Teilschnitt einer anderen Ausfüh-ι"iigsform der Regelvorrichtung in Schließstellung.

Nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Gießpfanne 1 mit feuerfester Auskleidung vorgeht hen. weiche flüssiges Metall enthält, z.B. Gußeisen A. Die Gießpfanne 1 weist eine Abstichöffnung 2 und eine Stopfenstange 3 für die Abstichöffnung auf. Die Stopfenstange 3 wird durch eine Kolbenarheitsmaschine V betätigt, deren Hubzylinder 4 an der Gießpfanne 1 befestigt ist.

Dieser Hubzylinder enthält zwei hintereinander montierte Kolben: Ein erster, oberer Kolben 6 bildet das Huborgan für die Stopfenstange 3, ein/weiter, unterer Kolben5 bildet einen beweglichen Anschlag ,wischen einer niedrigen ausgeschalteten Stellung (Fig. 1 und2) und einer anderen, höheren eingeschalteten Stellung (F i g. 3).

Der zweite Kolben 5 ist nach unten durch eine Kolbenstange? verlängert, welche den Boden des Hulvylinders4 durchdringt und an ihrem Ende ein Gewinde 8 aufweist. Auf dieses Ende ist eine Stellschraube 9 geschraubt, die durch ihre Anlage am Boden des Hubzylinders 4 die wirksame Länge der Kolbenstange 7 regelt, d. h. die höhere eingeschaltete, als Anschlag wirkende Stellung des zweiten Kolbens.

Der erste Kolben 6 ist nach oben durch eine KoI-benstange 10 verlängert, welche fest verbunden ist mit einem Joch 11 für die Bewegung der Stopfenstange Die Kolbenstange 10 hat einen Durchmesser, welcher größer ist als der der Kolbenstange 7. derart, daß der wirksame Querschnitt der unteren Fläche des zweiten Kolbens5 größer ist als der der oberen Fläche des ersten Kolbens 6. In den Hubzylinder 4 der Kolbenarbeitsmaschine münden drei Druckmittelleitungen 12, !3, 14: Die Druckmittelleitungen 12 und !4 an den Enden des Hubzylinders bzw. unterhalb der unteren Fläche des zweiten Kolbens 5 und oberhalb der oberen Fläche des ersten Kolbens 6, und die Druckmiltelleitung 13 in der Nähe der Mitte des Hub/.yünders zwischen den Flächen der Kolben 5 und 6, welche sich

⁸Tdfrck^e _mittelleitun_g 12, * g ^ über ein elektrisch betätigtes Dreiwegeventil 1,18 ^w.^y welche symbolisch als Verteiler-Schieber

Druckmittelleitung 12, 13 oder

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schaltet, wobei er gegen den unteren

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^deSm d^ÄÄU «hrt -η ^- näctt meiner großen öffnung der Abstichöffnung durch Anheben der Stopfenstange in die "J^² dargestellte hohe Lage: Diese erhalt man, indem.die

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Fläche und auf seine ri

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wärmt dadurch die feuerfesten Wände der Absüch

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tersinkt; jedoch auf Grund der Tatsache, daßalie Ko 1-

^n 5 uf welche von unten nach oben der Druck des Druckmittels der Leitung 12 ausgeübt vv.rd der daß die Hubkraft des Kolbens S großer is ;als die nach unten gerichtete Kraft des Kolbens 6; dfr kolben 5 Ln daher seine hochgehobene, eingeschaltete Sd-Lg im Abstand y über dem Boden des Hub yhn ders4 beibehalten, ohne von dem Kolben 6 herunter

gedrückt zu werden. Dieser letztere kann sich aus der in F i g. 2 dargestellten oberen Stellung nicht um mehr senken als um den Wert y-x.

Die Stopfenstange 3 wird ebenfalls auf einen Abstand y von ihrem Sitz näher an die Abstichöffnung 2 herangeführt, derart, daß der Querschnitt der Durchströmöffnung verengt und die Strömungsmenge des Gußeisens begrenzt wird.

Um den Strom des Gußeisens zu unterbrechen, stellt man die Dreiwegeveniile 17, 18, 19 in ihre in F i g. 1 dargestellte Stellung.

Das Freisetzen der Abstichöffnung 3 vollzieht sich also in zwei Stufen: in einer ersten, kurzen Stufe großer öffnung durch einen großen Hub.ν der Stopfenstange 3 und in einer zweiten, langen Stufe kleinerer öffnung, durch Absenken der Stopfenstange 3 ohne es zum Verschluß kommen zu lassen (Hubhöhe .v-y), um die Strömungsmenge zu begrenzen und zu regeln.

Das starke Erhitzen der feuerfesten Auskleidung der Abstichöffnung 2, welches auf die anfängliche höhere Strömungsmenge des Gußeisens zurückzuführen ist, verhindert, daß sich das Gußeisen in der Nähe der Abstichöffnung 2 verfestigt und diese verengt, selbst wenn die Stopfenstange 3 in der in F i g. 3 dargestellten, die Abstichöffnung 2 verkleinernden Stellung ist.

Die Strömungsmenge des Gußeisens kann durch Ändern der Hubhöhe y des zweiten Kolbens 5 mit Hilfe der auf das Gewinde 8 geschraubte Stellschraube 9 geregelt werden.

F i g. 4 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform, bei welcher die Oberseite des Kolbens 6 ständig mit Hilfe der Druckmittelleitung 14 α und mit Hilfe eines Druckminderers D auf einem Druck gehallen wird, welcher niedriger ist als der Druck des zugeführten Druckmittels in der Zuführungsleitung 15, und bei weicher ein elektrischer Vierwegeverteiler 22 mit drei Stellungen und drei elektromagnetischen Dreiwegeventile des ersten Ausführungsbeispieles ersetzt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Regelvorrichtung für eine Stopfenstange einer Gießpfanne mit einem an der Gießpfanne befestigten Hubzylinder, dessen Kolben mit der Stopfenstange verbunden ist, und mit zwei jeweils an einer wirksamen Fläche des Kolbens in den Hubzylinder mündenden Druckmittelleitungen, gekennzeichnet durch einen zweiten im Hubzylinder (4) vorgesehenen Kolben (5), der vom ersten Kolben (6) unabhängig ist, und durch eine dritte Druckmittelleitung (12), die an der dem ersten Kolben (6) abgewandten wirksamen Fläche des zweiten Kolbens (5) in den Hubzylinder (4) mündet.

2. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drei DruckmhtcUeitungen (12, 13, 14) über Dreiwegeventile (17, 18. 19) wahlweise an eine unter Druck stehende Zutüh- ao rungsleitung (IS) oder an eine Abführungsleitung (16) anschließbar sind.

3. Regelvorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den beiden Kolben (S, 6) mündende Druckmittelleitung (!3λ) is und die Druckmittelleitung (12 a), die an der dem ersten Kolben (6) abgevvandlen wirksamen Fläche des zweiten Kolbens (5) mündet, über einen mit drei Stellungen versehenen Vierwegeverteiler (22) wahlweise an eine unter Druck stehenden Zuführungsleitung (15) oder an eine Abführungsleitung (16) anschließbar sind und daß die verbleibende Druckmittelleitung (14 a) über einen Druckminderer (D) mit der Zuführungsleitung (!5) in Verbindung steht.

4. Regelvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (7) des zweiten Kolbens (5) am Ende mit einem Gewinde (8) versehen ist und eine Stellschraube (9) trägt, welche einen Anschlag gegen den zylindrischen Boden des Hubzylinders (4) bildet.