DE2235674C3 - Vorrichtung zum Steuern des GieBdruckes einer Niederdruck-GieBanlage - Google Patents

Description

rekturteil (20,21,22) vorgesehen ist, mittels welchem 20 befindlichen Steiger aufsteigt. Der Steiger ist mit der

~ ' ' ~" " Außenatmosphäre verbunden. Das bedeutet, daß das

aufsteigende Metall keinem Gegendruck ausgesetzt ist. Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgibe zugrunde, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des

der Solldruck nach Beendigung eines Gießvorganges um einen solchen Betrag erhöhbar ist, daß trotz des durch den beendeten Gießvorgang abgesunkenen Metallspiegels in der Gießpfanne bei dem i

nächsten Gießvorgang am Ende wieder der gleiche 25 Anspruches 1 beschriebenen Art so zu gestalten, daß das

in die Form eintretende flüssige Metall nach dem Füllen der Form in dieser stets unter dem gleichen Druck erstarrt, wodurch eine bei allen Gußstücken gleiche hohe Gießqualität erreicht wird.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegeben.

In diesem Zusammenhang soll noch erwähnt werden, daß eine Einrichtung zum Gießen von Metallen unter Gasdruck bei Einwirkung eines Gasgegendruckes Luftdruck-Speicher (23) ist, daß der an dem 35 bekannt ist (DT-AS 15 83 647). Bei dieser bekannten

Gießdruck erreicht wird, und daß der Regelteil (32 bis 35; 45; 52 bis 54; 60,62) Differenzdruckschalter (32 bis 35) aufweist, mittels welchen die Durchflußrate des in die Gießpfanne (1) eingeleiteten Gasstromes bei vorgegebenen Differenzen zwischen dem Solldruck und dem Istdruck umschaltbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Solldruck-Geber eine in ihrer Höhe einstellbare Wassersäule (13) oder ein

Solldruck-Geber (13 bzw. 23) eingestellte Druck an einem Manometer (28) ablesbar ist, wozu dieses durch eine Leitung (29) mit dem einen Teilraum eines Druckmittelwandlers (30) verbunden ist.

Einrichtung werden sowohl der die Gießpfanne enthaltende Ofen als auch ein die Form enthaltender Raum zunächst nur unter den gleichen Gasdruck gesetzt. Durch Ventile läßt man dann den Gasdruck in

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dessen anderer Teilraum über eine Leitung (31) mit 40 dem die Form enthaltenden Raum absinken, wodurch

einer Leitung (18) verbunden ist, welche dem Regelteil (45) den Solldruck zuführt, und daß der andere Teilraum des Druckmittelwandlers (30) ferner über eine Leitung (31') mit dem Differenzdruckschalter (32) verbunden ist, der nach dem Eintritt des flüssigen Metalls (2) in diie Form die üurchflußrate von dem hohen auf den niedrigen Wert umschaltet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

die Schmelze über das Steigrohr aus der Gießpfanne in die Form steigt. An ein Erstarren des Metalls in der Gießform zum Zwecke der Erzielung einer guten gleichbleibenden Gießqualität ist hier nicht gedacht. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Das Besondere der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt in der Verwendung des physikalischen Größenmaßes, von dem der Formfüllvorgang abhängt, des

gekennzeichnet, daß der Solldruck-Gebcr (13 bzw. 50 Druckes in der Gießpfanne 1, im Vergleich zu einem

23) mit dem Steuereingang eines Druckregelventils (17) mit dem Abfluß verbunden ist, daß der Eingang des Druckregelventils (17) mit dem Ausgang eines Druckminderventils (14) verbunden ist, dessen

Eingang mit einer Druckgasquelle (4) verbunden ist, 55 schnell ansprechen.

Bezugsdruck, um die Einrichtungen auszulösen und zu steuern, die die Gießpfanne 1 mit Druckgas versorgen. Dieses yergleichsmaß verleiht der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine hohe Empfindlichkeit und läßt sie sehr

und daß zwischen das Druckminderventil (14) und das Druckregelventil (17) ein Drosselventil (15) geschaltet ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der in dem Gießofen (1) herrschende Istdruck an einem als Wassersäule ausgebildeten Manometer (217) ablesbar ist, das mit dem einen Teilraum eines Druckmittelwandlers (3ö) verbunden ist, dessen anderer Teilraum über eine Leitung (37) mit einer Leitung (88) verbunden ist, die wiederum mit dem Gießofen (1) verbunden ist.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand einer schematischen Zeichnung beschrieben, in der die verschiedenen Einrichtungen der Vorrichtung und ihre gegenseitige Zuordnung dargestellt sind.

In der Gießpfanne 1 befindet sich oberhalb der Metallschmelze 2 ein unter Druck stehendes Luftvolumen 3. Die in die Leitung 4 eingesaugte Außenluft strömt durch ein Filter 5 und gelangt mit einem Druck von 3 bis 6 bar in die Leitungen 6 bis 11.

Der Solldruck wird durch die Wassersäule 13 bestimmt, deren Höhe vor dem ersten Guß von Hand aui den Wert eingestellt wird, der in der Gießpfanne 1 nach dem dem erstmaligen Vergießen von Metall 2 in

die Form folgenden Beschicken herrschen soll. Die aus der Leitung 7 austretende trockene Luft durchströmt ein Druckminderventil 14, das den Luftdruck aus Sicherheitsgründen auf 800 mbar herabsetzt. Der Luftstrom wird durch das Drosselventil 15 begrenzt, als vHches eine SOLEX-Düse mit einem Durchflußverhältnis 170/100 gut geeignet ist. Danach gelangt die Luft in die Rohrleitung 16 und von dort über ein Druckregelventil 17 in die Rohrleitung 18 und schließlich in den Luftraum 3 der Gießpfanne 1. wo auf diese Weise ein dem Solldruck entsprechender Steuerdruck aufgebaut wird.

Die in der Leitung 6 fließende Luft gelangt durch ein Dreiwegemagnetventil 20 in eine Rohrleitung 2i und von dort in eine Dosierpumpe 22, die über eine Leitung 24 mit einem auf Atmosphärendruck befindlichen, als Luftdruck-Speicher 23 bezeichneten Hilfsdruckspeicher verbunden ist. Dieser Speicher, der mit Öl gefüllt wird. sobald die Gießpfanne 1 nach dem ersten Guß neu beschickt ist, hat den Vorteil, daß man auf Wassersäulen verzichten kann, er verlangt aber stattdessen die Verwendung sehr genauer Manometer. Die Pumpe 22 ist ausgangsseitig an einen Separator 25 angeschlossen. in dem öl und Wasser durch Dekantieren voneinander getrennt werden. Der untere Teil des Separators, in dem sich das Wasser absetzt, steht über die Leitung 26 mit dem Druckregelventil 17 in Verbindung.

Die Solldruckwerte werden von einem Manometer 28 angezeigt, das über die Leitung 29 mit dem Boden eines abgeschlossenen Raums des Druckmittelwandlers 30 in Verbindung steht, dessen oberer Teil einerseits über die Leitung 31 mit der Rohrleitung 18 und andererseits über die Leitung 3Γ mit dem Differenzdruckschalter 32 verbunden ist, der dazu dient, den Hauptstrom nachdem Vergießen des Metalls in die Form zu sperren.

In gleicher Weise können die Druckwer.· in der Gießpfanne 1 an der Wassersäule des Manometers 27 abgelesen werdea, das an den Raum des Druckmittelwandlers 36 angeschlossen ist. Der obere Teil dieses Raums steht über eine Leitung 37 mit der Rohrleitung 88 in Verbindung. Die Leitungen 3Γ und 88 sind außer an den Druckschalter 32 noch an den Sicherheits-Differenzdruckschalter 33, an den Differenzdruckschalter 34 zum Absperren kleiner Ströme und an den Differenzdruckschalter 35 zum Absperren großer Ströme angeschlossen. Die Differenzdruckschalter 32 bis 35 gehören zu einem Regelteil.

Die Leitung 8 mündet einerseits in einen Druckminderer 40 und andererseits in einen Druckminderer 41, an deren Ausgängen der Luftdruck auf 800 mbar herabgesetzt ist. Der Druckminderer 40 besitzt eine Ausgangsrohrleitung 42, die über eine Leitung 44 mit einem Regelteil 45 verbunden ist und von dort in eine Leitung 56 und eine Leitung 48 führt. Zwei Drosselventile 50 bzw. 51 mit 200 bzw. 100 mm regeln den Luftdurchfluß in der Rohrleitung 42.

Die Leitung 9 verläuft durch ein Dreiwegemagnetventil 52, anschließend durch ein Zweiwegemagnetventil 53 und schließlich durch ein einstellbares Drosselventil 54, bevor sie in die Leitung 56 eintritt, die von dem Regelteil 45 ausgeht, der über die Leitung 57 mit dem Regler 41 verbunden ist.

Die Leitung 10 mündet in ein Dreiwegemagnetventil 60, das durch eine Leitung 61 mit einem Zweiwegemagnetventil 62 in Verbindung steht. Die Leitung 56 mündet nach dem Durchsetzen eines einstellbaren . Drosselventils 64 in das Magnetventil 62. Die Leitung 46 führt bei 65 in den Luftraum 3 der Gießpfanne 1 und über 66 in den Regler 68, der über die Leitung 63 mit der Rohrleitung 18 verbunden ist.

Schließlich mündet die Leitung 11 in das Dreiwegemagneiventil 70. Dieses Ventil steht über 71 in Verbindung mit dem Zweiwegemagnetventil 72, das über 73 an 42 und 48 angeschlossen ist.

Der Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung verläuft in folgenden Schritten:

a) Einlaufen des Metalls in den unteren Teil der Form: nach dem Schließen der Form wird der Druck in der Gießpfanne 1 erhöht, indem man die Ventile 53 und 62 öffnet, deren Durchlaß durch die Drosselventile 54 und 64 geregelt wird. Sobald der Druck in der Gießpfanne 1 demjenigen entspricht, der beim Eintreffen des Metalls im unteren Teil der Gießpfanne 1 herrscht, veranlaßt der Druckschalter 35 das Schließen des Ventils 53.

b) Füllen der Form: das langsame Ansteigen des Metalls in der Form erfolgt durch Einstellen des Ventils 62 und der Drossel 64.

c) Nach Ende des Füllens der Form: je nach der Art des verlangten Gußstücks sind drei Regelmöglichkeiten gegeben:

1. ein langsamer Druckanstieg durch Regeln mit dem auf 1 mbar eingestellten Differenzdruckschalter 34,

2. ein langsamer Druckanstieg durch Druckluftregeln mit dem Regelteil 45,

3. schnelle Druckerhöhung durch neuerliches Öffnen des Ventils 53, dessen Schließen durch den Differenzdruckschalter 32 erst dann erfolgt, wenn der Unterschied der gemessenen Drücke 20 bis 30 mbar erreicht.

Es empfiehlt sich, den Hauptstrom bei 54 zu sperren, bevor der Druck in der Gießpfanne 1 den Solldruck erreicht hat, um der Druckerhöhung Rechnung zu tragen, die auf die Erhitzung der Luft durch die Gießpfanne zurückzuführen ist.

Die Regelung erfolgt dann durch das Drosselventil 64, das Ventil 62 und den Druckschalter 34 oder durch das Regelteil 45 und das Ventil 62.

Wenn die Ventile 53 und 62 mit einer gewissen Verzögerung schließen, weil der Druck in der Gießpfanne 1 sich dem Solldruck nähert, so erfolgt eine Korrektur durch den Regler 68.

Durch den Druckschalter 33 werden die Ventile 53 und 62 geschlossen, wenn ein Versagen eines Regelteils auftritt.

Das aufeinanderfolgende Füllen der Form, ausgelöst durch den gegebenen Durchflüssen entsprechenden Drücke, ist vollständig reproduzierbar und unabhängig von den technischen Parametern, wie Spiegelhöhe des Metalls 2 in der Gießpfanne 1, die vor dem Auslösen des Vorgangs, von ihm unabhängig, kompensiert werden.

Nach jedem Gießvorgang erfolgt der Druckausgleich automatisch entsprechend der für jeden Guß erforderli chen Metallmenge. Dazu betätigt d.-..s Wegeventil 20 die Dosierpumpe 22, die eine abgemessene ölmenge in den Separator 25 fördert, wodurch in entsprechendem Maße der Wasserspiegel in dem Sollwertmanometer mit der Wassersäule 13 gehoben wird, oder die Pumpe 22 fördert, wenn sie auf den Luftdruckspeicher 23 arbeitet, in entspreeherder Weise in diesen Speicher, wodurch der Druck geändert wird und welche Druckänderung das Druckregelventil 17 wie bei der Regelung durch die Wassersäule 13 steuert.

Die Vorrichtung, die mit üblichen Einrichtungen pneumatischer logischer Schaltungen arbeitet, ist

praktisch unverstellbar und besonders brauchbar für das Arbeiten unter den ungünstigen Bedingungen eines Gießereibetriebes.

Außer bei Anlagen für das Niederdruckgießen läßt sich die Vorrichtung auch bei Anlagen verwenden, in denen die Form durch Schwerkraftwirkung gefüllt wird, und bei denen ein regelbarer und reproduzierbarer Strom erforderlich ist, wobei die Gießpfanne in einen unter Überdruck stehenden Raum gesetzt wird und e eintauchendes Speiserohr in die Gießform führt. Die Arbeitsweise läßt sich insbesondere beim Gieß großer Teile aus Leichtmetall in Sandformen anwendi Die genaue Regelung der Durchflußmengen be Gießen erlaubt eine Vereinfachung der Stückgußsys me.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   ί. Vorrichtung zum Steuern des Gießdruckes einer Niederdruck-Gießanlage, bei der das flüssige Metall mittels eines mit dem Gießdruck beaufschlagten Gases aus einer in einem Gießofen befindlichen Gießpfanne in die Form gedrückt wird, und mit einem den in den Gießofen eingeleiteten Gasstrom regelnden Regelteil, der mit einem Solldruck-Geber verbunden ist und dem der in dem Gießofen herrschende Istdruck zugeführt ist, wobei die Durchflußrate des in den Gießofen eingeleiteten Gasstromes mit dem Regelteil zwischen einem hohen und einem niedrigen Wert umschaltbar ist.

   Die Erfindung betrifft eine im Oberbegriff des Anspruches 1 beschriebene Vorrichtung. Eine derartige Vorrichtung ist bekannt (DT-AS i2 92 795). Ziel der bekannten Vorrichtung ist es, die Einströmgeschwindigkeit des flüssigen Metalls in die Form während des Gießvorganges konstant zu halten. Dies wird dadurch erreicht, daß man den Solldruck während des Gießvorganges kontinuierlich steigert. Bei dem zeitlichen Verlauf des Druckzuwachses werden zwei

   ίο Abschnitte unterschieden. In dem ersten Abschnitt ist die Solldruck-Zuwachsrate sehr hoch, um den Arbeitszyklus soweit wie möglich zu verkürzen. Der erste Abschnitt endet, wenn das flüssige Metall in dem Steigrohr hochgestiegen ist und einen Schalter betätigt. h bi d ite Abschnitt In diesem i

   dadurch gekennzeichnet, daß der an dem 15 Danach beginnt der zweite Abschnitt. In diesem zweiten

   Solldruck-Geber für jeden Gießvorgang eingestellte Solldruck ein Festwert ist, der den gewünschten Gießdruck am Ende des Gießvorganges (bei gefüllter Form) bestimmt, daß ein Solldruck-Kor

   Abschnitt ist die Solldruck-Zuwachsrate geringer. Die Solldruck-Steigerung wird von Hand abgebrochen, wenn die Bedienungsperson erkennt, daß das geschmolMetall in dem am oberen Ende der Form

   zene