DE3910689C1 - Continuously replenished metering device for metal melts - Google Patents

Abstract

The intention is to provide a continuously replenished compact metering device for metal melts in casting plants. For this purpose, the metering device has, in a common housing, a reservoir chamber (1) and a delivery chamber (2a, b, c) which can be connected to the latter by opening a valve element (4) and is emptied towards the casting mould via a rising pipe (6) by opening another valve element (5). By alternate opening and closure of the two valve elements (4, 5), it is possible to replenish the delivery chamber (2a, b, c) at very short time intervals. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Dosiereinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a metering device the preamble of claim 1.

Durch die DE-OS 20 48 328 ist eine Dosiervorrichtung bekanntgeworden, die sich insbesondere auf bauliche Einrichtungen bezieht, die gewährleisten, daß vor­ bestimmte Mengen geschmolzenen Metalls zusammen­ hängend und gleichmäßig an die Gußformausnehmungen einer Spritzgußmaschine abgegeben werden.DE-OS 20 48 328 is a metering device became known, which relates in particular to structural Relates to facilities that ensure that before certain amounts of molten metal together hanging and evenly on the mold recesses be delivered to an injection molding machine.

Diese Spritzgußmaschinen mit automatischen Be­ messungseinrichtungen weisen jedoch nicht die er­ forderliche Leistungsfähigkeit und den erforder­ lichen Wirkungsgrad zur Abgabe einer genau vorbe­ stimmten, gleichbleibenden Menge geschmolzenen Me­ talls an das Rohr auf. Die meisten baulichen Be­ mühungen basieren auf der Anwendung von einem auto­ matischen Schöpfmechanismus; mit Vakuum-Luft- oder Gasdruck arbeitende Fördereinrichtung sind so an­ gebracht, daß sie an das Ladungsrohr eine Menge ge­ schmolzenen Metalls abgeben, die größer ist als im Hinblick auf die Kapazität der Zulaufkanäle zur Gußformausnehmung und auf sonstige materialverbrauchende Effekte, wie Über­ lauf, Grat usw., erforderlich ist.These injection molding machines with automatic loading however, measuring devices do not have the he required performance and the required efficiency to deliver a precisely prepared agreed, constant amount of melted me talls on the pipe. Most of the structural work Efforts are based on the use of a car matic scooping mechanism; with vacuum air or Gas pressure working conveyor are on brought that ge to the charge tube a lot release molten metal,  which is larger than in terms of capacity the inlet channels to the mold cavity and on other material-consuming effects, such as about barrel, ridge etc., is required.

Als Folge einer solchen Fehldosierung werden über­ schüssige Mengen von geschmolzenem Metall an die Gußformausnehmung abgeführt, was unterwünschte Folgen mit sich bringt, wie z. B. übermäßig große Überlauf­ mengen, oder umgekehrt aber eine ungenügende Menge geschmolzenen Metalls in der Gußformausnehmung auftritt und damit die Leistungsfähigkeit und den Wirkungsgrad beim Spritzgießen beeinträchtigen.As a result of such misdosing, over shot amounts of molten metal to the Removed mold cavity, which undesirable consequences brings with it such. B. Excessive overflow quantities, or vice versa an insufficient Amount of molten metal in the mold cavity occurs and thus the performance and the Impair the efficiency of injection molding.

Diese Aufgabe, d. h. die Beseitigung dieser Mängel, wird dadurch gelöst, daß ein wenigstens teilweise unter den Oberflächenspiegel (Füllstand) des sich im Ofen befindlichen geschmolzenen Metalles ein­ tauchendes, eine erste, eine zweite und eine dritte Kammer aufweisendes Gehäuse vorgesehen ist, in dem sich ein die erste Kammer mit dem geschmolzenen Me­ tall verbindender Einlaß befindet und in dem ferner ein erster Verbindungskanal zwischen der zweiten und der dritten Kammer vorgesehen ist und das Ge­ häuse einen Auslaß als Verbindung zwischen der dritten Kammer und der Gießmaschine aufweist und zur Abgabe von geschmolzenem Metall aus dem Ofen an die Gießmaschine in der ersten und in der dritten Kammer des Gehäuses eine Pumpeinrichtung vorgesehen ist. This task, d. H. the elimination of these shortcomings, is solved in that an at least partially below the surface level (level) of the molten metal in the furnace diving, a first, a second and a third Chamber having housing is provided in which the first chamber with the melted me tall connecting inlet is located and in the further a first connection channel between the second and the third chamber is provided and the Ge housing an outlet as a connection between the third chamber and the casting machine and to discharge molten metal from the furnace to the casting machine in the first and in the third chamber of the housing a pump device is provided.  

In dem Vorratsofen ist ein mehrkammriges Gehäuse mit vertikalen, einen Abstand voneinander aufwei­ senden Seitenwänden angeordnet, die so wirken, daß geschmolzenes Metall aus dem Vorratsofen abgesaugt wird, um dieses in die Formausnehmungen zu pumpen. Mit dem Boden der Seitenwand ist ein mit dem Inneren des Gehäuses in Verbindung stehendes, schwanenhals­ artiges Anschlußstück verbunden, das eine innere Durchführungsöffnung aufweist. Das obere Ende des Anschlußstückes ist mit einer röhrenartigen Tülle verbunden, die ihrerseits mit einem Rohr am Ein­ gang der nicht dargestellten Formausnehmung in Ver­ bindung steht.There is a multi-chamber housing in the storage oven with vertical, a distance from each other send side walls arranged so that sucked molten metal out of the storage furnace to pump it into the mold recesses. With the bottom of the side wall is one with the inside gooseneck related to the housing like connector connected to an inner Has passage opening. The top of the Connector is with a tubular spout connected, which in turn with a tube at the one course of the not shown shape recess in Ver bond stands.

Innerhalb des Gehäuses befinden sich zwei vertikal im Abstand angeordnete Zylinder, die eine zwischen ihnen an­ geordnete Kammer bilden. Beide Zylinder weisen aus Graphit oder anderem geeigneten hitzebeständigen Material hergestellte Wandverkleidungen auf, zwecks Zurückhaltung des geschmolzenen Metalls in seinem erhitzten Stadium.Inside the case there are two vertically apart arranged cylinders, one between them orderly chamber. Both cylinders show Graphite or other suitable heat resistant Material made wall coverings on purpose Retention of the molten metal in his heated stage.

Innerhalb eines jeden Zylinders ist ein Kolben an­ geordnet, die so angebracht sind, daß sie sich in den Zylindern auf einer vorbestimmten Strecke hin- und herbewegen.A piston is on within each cylinder ordered, which are so attached that they fit in the cylinders over a predetermined distance and move around.

Aus dem vorher gesagten ist verständlich, daß bei jeder Betätigung des Druckmittelantriebes zwecks Abwärtsbewegung der Kolbenstange die Querverstre­ bung nach unten bewegt wird, wodurch die beiden Stangen sich jeweils in die gleiche vertikale Richtung nach unten bewegen und somit gleichzeitig eine Abwärtsbewegung der sie begrenzenden Kolben in den beiden Zylindern bewirken.From what has been said above, it is understandable that at every actuation of the pressure medium drive for the purpose Downward movement of the piston rod cross braces exercise is moved down,  whereby the two rods are each in move down the same vertical direction and thus at the same time a downward movement of the they delimit pistons in the two cylinders cause.

Es ist weiter ersichtlich, daß die Kolben in jedem Zylinder sich, unter Verdrängung eines gleich großen Vo­ lumens, gleichzeitig nach unten bewegen, wodurch sich eine gleiche relative Verschiebung in jedem der beiden Zylinder ergibt. Der Zylinder mit dem geringeren Durchmesser fördert, bei Niedergang seines Kolbens, direkt in die Durchführungsöffnung des Anschlußstückes und stellt eine Verbindung zwischen einer Auslauföffnung des Zylinders und dem Einlaß zur Tülle dar.It can also be seen that the pistons in each Cylinder itself, displacing an equally large Vo lumens, moving down at the same time, causing there is an equal relative shift in each of the two cylinders results. The cylinder with the promotes smaller diameter in decline its piston, directly into the feedthrough opening of the connector and makes a connection between an outlet opening of the cylinder and the Inlet to the spout.

Die Tülle führt direkt zum Gießrohr für die Form­ ausnehmung der Spritzgußanlage.The spout leads directly to the pouring tube for the mold recess of the injection molding system.

Abgesehen von der Kompliziertheit der ganzen Ein­ richtung, ist nicht zu erkennen, daß die Förder­ menge pro Hub ohne bauliche Veränderungen nach oben oder nach unten korrigiert werden kann.Apart from the complexity of the whole one direction, it cannot be seen that the funding quantity per stroke without structural changes upwards or can be corrected downwards.

Die Ausbildung nach der genannten Schrift hat den Nachteil, daß jeweils nur die Flüssigkeitssäule von ihrem Eintritt in den Ausstoßzylinder bis zum Ende der Kolbenbewegung begrenzt werden kann; da die Füllung dieses Zylinders lediglich durch den statischen Druck bewirkt wird, ist die Förder­ leistung in starkem Maße abhängig von deren Viskosi­ tät. The training according to the above script has the disadvantage that only the liquid column from entering the discharge cylinder to End of the piston movement can be limited; there the filling of this cylinder only by the static pressure is produced is the conveying performance to a large extent depending on their viscosity act.  

Auch die dosierte Nachfüllung über den größeren Zylinder ist durch den in der Zylinderwandung sich befindenden Kanal problematisch, da dieser Querschnitt relativ eng ist und zu Anbackungen und Verstopfungen neigt.Even the dosed refill over the larger one Cylinder is through the in the cylinder wall channel is problematic because of this Cross section is relatively narrow and leads to caking and prone to constipation.

Um die in den beiden letzten Abschnitten genannten Nachteile zu vermeiden, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine kontinuierlich nachfüllbare Dosiereinrichtung für Metallschmelzen, insbeson­ dere für Metallschmelzen mit niedrigem Schmelz­ punkt bis maximal 170°C und einheitlicher Füllge­ schwindigkeit, zu schaffen.To those mentioned in the last two sections To avoid disadvantages, the invention is the Task based on a continuously refillable Dosing device for molten metal, in particular for low melting metal melts point up to a maximum of 170 ° C and uniform filling dizziness to create.

Die erfindungsgemäße Dosiereinrichtung besitzt die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 ge­ nannten Merkmale, die nachstehend ergänzend er­ läutert werden. The metering device according to the invention has the ge in the characterizing part of claim 1 mentioned features, which he added in addition to be refined.  

Die Dosiereinrichtung besteht im wesentlichen aus zwei Kammern, nämlich der Druckkammer und einer ihr unmittelbar zugeordneten Vorratskammer. Die Druckkammer tritt im zunächst drucklosen Zustand durch Öffnen eines Ventilkörpers kommunizierend mit der gefüllten Vorratskammer in Verbindung. Dabei füllt sich der untere Bereich der Druckkammer. Nach dem Schließen des Ventilkörpers kann der benötigte Druck aufgefangen werden. Sobald jetzt ein weiterer Ventilkörper zum Steigrohr und somit zur Gießform hin geöffnet wird, wird die Schmelze in den Formhohlraum hineingepreßt. Diese Vorgänge lassen sich kontinuierlich in einer sehr kurzen Taktfolge wiederholen, so daß durch die Zuordnung der Druck- und Vorratskammer in Verbindung mit der Betätigung der beiden Ventilkörper die gestellte Aufgabe gelöst ist.The dosing device consists essentially of two chambers, namely the pressure chamber and one directly assigned to it Pantry. The pressure chamber occurs in the initially unpressurized Condition by opening a valve body communicating with the filled pantry in connection. The fills up lower area of the pressure chamber. After closing the The required pressure can be absorbed in the valve body. As soon as now another valve body to the riser pipe and thus to the Mold is opened, the melt is in the Mold cavity pressed into it. These processes can be repeat continuously in a very short cycle, see above that by assigning the pressure and pantry in Connection with the actuation of the two valve bodies task is solved.

In der konkreten Ausführung empfiehlt es sich, die Vorratskammer und die Druckkammer in einem gemeinsamen beheizten und wärmeisolierenden Gehäuse unterzubringen und die beiden Ventilkörper jeweils am Boden der Vorratskammer bzw. der Druckkammer anzuordnen. Dadurch ergibt sich eine geschlossene Dosiereinrichtung die einfach zu handhaben und zu bedienen ist. In the concrete version, it is recommended to use the pantry and the pressure chamber in a common heated and to accommodate heat-insulating housings and the two Valve body at the bottom of the pantry or the Arrange pressure chamber. This results in a closed one Dosing device that is easy to use and operate.  

Eine Aufgliederung der Druckkammer in einen unterhalb der Vorratskammer angeordneten Füllraum und einen oberhalb der Vorratskammer angeordneten Druckraum mit dazwischen liegenden Verbindungskanälen führt zu einer sehr kompakten Einrichtung. Es handelt sich dabei um ein einziges Dosiergefäß, bei dem die Vorratskammer zwischen den beiden Teilräumen der Druckkammer liegt und die Verbindungskanäle dieser Teilräume umgibt.A breakdown of the pressure chamber into one below the Storage chamber arranged filling space and one above the Storage chamber arranged pressure space with intermediate Connection channels leads to a very compact setup. It is a single dosing vessel in which the Storage chamber between the two subspaces of the pressure chamber lies and surrounds the connecting channels of these subspaces.

Die beiden Ventilkörper, von denen der eine am Boden der Vorratskammer zum Füllraum der Druckkammer hin und der andere am Boden dieses Füllraumes zum Steigrohr hin liegt, sind von der Oberseite des Druckraumes über entsprechende Ventilstangen zu betätigen.The two valve bodies, one of which is at the bottom of the Storage chamber towards the filling chamber of the pressure chamber and the other on Bottom of this filling chamber to the riser pipe are from the Top of the pressure chamber via appropriate valve rods actuate.

Die Zeichnung stellt in einer einzigen Figur einen vertikalen Schnitt durch eine Dosiereinrichtung als Ausführungsbeispiel der Erfindung dar, u. zw. während der Druckphase.The drawing represents one in a single figure vertical section through a metering device as Embodiment of the invention, u. between during the Print phase.

Die Dosiereinrichtung besteht aus einer Vorratskammer 1 und einer mit dieser eine konstruktive Einheit bildenden Druckkammer, im dargestellten Fall aus einem unteren Füllraum 2 a, einem oberen Druckraum 2 b und dazwischen liegenden Verbindungskanälen 2 c. Die drucklose Vorratskammer 1 wird über einen Füllanschluß 3 gefüllt, wobei die Badoberfläche zur Verhinderung einer Oxydbildung mit einer Schutzflüssigkeit abgedeckt ist. Am Boden der Vorratskammer 1 sitzt ein Ventilkörper 4, der einer Verbindung zum Füllraum 2 a der Druckkammer ermöglicht. Ein weiterer Ventilkörper 5 am Boden dieses Füllraumes 2 a erlaubt eine Verbindung zu einem Steigrohr 6 und zu der darüber angeordneten Gießform. Da beide Ventile ständig von der Metallschraube umspült sind, kann kein Verkrusten des Ventilsitzes eintreten. Die Betätigung der Ventilkörper 4, 5 erfolgt über Ventilstangen 7 durch seitlich angeordnete Bedienungszylinder 8.The metering device consists of a storage chamber 1 and a pressure chamber which forms a structural unit with the latter, in the case shown a lower filling chamber 2 a , an upper pressure chamber 2 b and connecting channels 2 c lying between them. The unpressurized storage chamber 1 is filled via a filling connection 3 , the bath surface being covered with a protective liquid to prevent oxide formation. At the bottom of the storage chamber 1 is a valve body 4 , which enables a connection to the filling chamber 2 a of the pressure chamber. Another valve body 5 at the bottom of this filling chamber 2 a allows a connection to a riser pipe 6 and to the mold arranged above it. Since both valves are constantly flushed by the metal screw, no crusting of the valve seat can occur. The valve bodies 4, 5 are actuated via valve rods 7 by laterally arranged operating cylinders 8 .

Der Gießvorgang läuft folgendermaßen ab:The casting process is as follows:

Bei druckloser Druckkammer 2 a, b, c öffnet der Ventilkörper 4. Aus der Vorratskammer 1 strömt solange Metall ein, bis ein Niveauausgleich stattgefunden hat. Der Ventilkörper 5 hält dabei die Verbindung zum Steigrohr 6 geschlossen. Der Ventilkörper 4 schließt. Ein Druckmengenregelventil 9 am Druckraum 2 b öffnet und setzt über ein Druckmedium das Metall unter Druck. Sobald der Druck dem statischen Druck im Steigrohr 6 entspricht, öffnet der Ventilkörper 5. Das Metall wird in die Gießform gedrückt. Dabei wird die Metallmenge über eine Regeleinrichtung am Druckmemgenregelventil 9 in Abhängigkeit vom jeweiligen Formquerschnitt kontinuierlich dosiert.When the pressure chamber 2 a, b, c is depressurized, the valve body 4 opens. Metal flows in from the storage chamber 1 until a level compensation has taken place. The valve body 5 keeps the connection to the riser pipe 6 closed. The valve body 4 closes. A pressure quantity control valve 9 at the pressure chamber 2 b opens and pressurizes the metal via a pressure medium. As soon as the pressure corresponds to the static pressure in the riser pipe 6 , the valve body 5 opens. The metal is pressed into the mold. The amount of metal is metered continuously via a control device on the pressure control valve 9 as a function of the respective shape cross section.

Nach Beendigung des Gießvorganges wird die Druckkammer 2 a, b, c wieder drucklos gemacht. Ein neuer Zyklus kann beginnen. Dabei sind sehr kurze Taktzeiten möglich.After the casting process has ended, the pressure chamber 2 a, b, c is depressurized again. A new cycle can begin. Very short cycle times are possible.

Claims (4)

1. Kontinuierlich nachfüllbare Dosiereinrichtung für Metallschmelzen, insbesondere zum Vergießen von Metallen mit niedrigem Schmelzpunkt, mit einer über ein Steigrohr zu einer oberen Gießform führenden Druckkammer, dadurch gekennzeichnet,
daß eine mit der Schmelze gefüllte Vorratskammer (1) durch Öffnen eines Ventilkörpers (4) mit der zunächst drucklosen Druckkammer (2 a, b, c) kommunizierend in Verbindung steht und
daß die Druckkammer (2 a, b, c) nach dem Schließen des Ventilkörpers (4) und dem Aufbringen eines Druckes durch Öffnen eines weiteren Ventilkörpers (5) zum Steigrohr (6) und zur Gießform hin geöffnet ist.1. Continuously refillable metering device for molten metals, in particular for casting metals with a low melting point, with a pressure chamber leading to an upper mold via a riser, characterized in that
that a storage chamber ( 1 ) filled with the melt communicates with the initially unpressurized pressure chamber ( 2 a, b, c) by opening a valve body ( 4 ) and
that the pressure chamber ( 2 a, b, c) is opened after the valve body ( 4 ) has been closed and a pressure has been applied by opening a further valve body ( 5 ) to the riser pipe ( 6 ) and the casting mold. 2. Dosiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorratskammer (1) und die Druckkammer (2 a, b, c) in einem gemeinsamen, wärmeisolierten Gehäuse angeordnet sind und daß die beiden Ventilkörper (4, 5) jeweils am Boden der Vorratskammer bzw. der Druckkammer sitzen.2. Dosing device according to claim 1, characterized in that the storage chamber ( 1 ) and the pressure chamber ( 2 a, b, c) are arranged in a common, heat-insulated housing and that the two valve bodies ( 4, 5 ) each at the bottom of the storage chamber or the pressure chamber. 3. Dosiereinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer aus einem unterhalb der Vorratskammer (1) angeordneten Füllraum (2 a) und einen oberhalb der Vorratskammer (1) angeordneten Druckraum (2 b) mit dazwischen liegenden Verbindungskanälen (2 c) besteht. 3. Dosing device according to claims 1 and 2, characterized in that the pressure chamber from a below the storage chamber ( 1 ) arranged filling chamber ( 2 a) and an above the storage chamber ( 1 ) arranged pressure chamber ( 2 b) with intermediate connecting channels ( 2nd c) exists. 4. Dosiereinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilkörper (4, 5) über Ventilstangen (7) von der Oberseite des oberen Druckraumes (2 b) her zu betätigen sind.4. Dosing device according to claims 1 to 3, characterized in that the valve body ( 4, 5 ) via valve rods ( 7 ) from the top of the upper pressure chamber ( 2 b) are to be actuated.