EP0163261A2 - Dosiergerät für metallische Schmelzen - Google Patents
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- EP0163261A2 EP0163261A2 EP85106346A EP85106346A EP0163261A2 EP 0163261 A2 EP0163261 A2 EP 0163261A2 EP 85106346 A EP85106346 A EP 85106346A EP 85106346 A EP85106346 A EP 85106346A EP 0163261 A2 EP0163261 A2 EP 0163261A2
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- European Patent Office
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- dosing
- metering device
- metering
- control
- vessel
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- 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
- B22D39/02—Equipment for supplying molten metal in rations having means for controlling the amount of molten metal by volume
- B22D39/026—Equipment for supplying molten metal in rations having means for controlling the amount of molten metal by volume using a ladler
Definitions
- the invention relates to a metering device for metallic melts as an automatic handling system, the scooping and metering vessel is linearly movable on a horizontal procedural rail by means of a chassis, the height of which is adjustable on the chassis by means of a lifting rod and the inclination of which on the lifting rod.
- dosing machines which consist of a running rail with a traveling mechanism and motor drives, movable lifting and functional rods and a hollow scoop, with which, from a separate holding crucible furnace, determined the spoon volume Amounts of melt are removed and then automatically fed to a mold or casting machine for further processing.
- This procedure is used in the general dosing technology of non-ferrous metals.
- the liquid molten metal is transported with the aid of a horizontal travel rail by means of a motorized moving device.
- the metered pouring is done by complete vessel evacuation, which must then be moved back to scoop position for re-melting recording to a new D osierzy- klus initiate.
- switching operations are mainly triggered by starting mechanical or contactless limit switches that are installed at the corresponding switching points. Changes are only possible through the local change of the respective initiator, whereby the devices often have to be switched off and production operations have to be interrupted as a result.
- the end positions are already fixed by specifying freely programmable control values.
- the invention has for its object to provide a dosing device of the type mentioned, which is programmable in its movements by push button operations, and to equip with a wide range of movement options.
- each movement function is assigned its own motor drive, each with its own control pulse generator, and in that a programmable electronic control is available, by means of which the dosing device can be controlled programmatically in its entirety, the various movement sequences being controlled by freely adjustable control specifications, which, in turn, are stored in the storable electronic control, regardless of local initiators.
- the advantages of these measures are the versatility of the independently program-controllable movement possibilities, egelvor protein in the free An exertlhus the melting amounts by means of electronic R, permits the simple and inexpensive construction, the deliberate changes in the metered quantity even during the operation, and in the operation, which makes it possible to approach several dosing points with either the same or different dosing quantities.
- a particularly useful measure is that the scooping and dosing vessel is manually or automatically interchangeably mounted on the chassis.
- an inclinable scooping and dosing vessel or a displacement dosing device can be used.
- a displacement meter is a receptacle for the melt, which receives the melt by means of a lateral opening and allows it to flow out in a metered manner via a spout by means of a motor or hydraulically adjustable displacer immersed in the melt.
- Displacement dispensers have the advantage that they enable faster and more precise melt allocation.
- they can be equipped with heating, so that the cooling phase of the molten metal can be substantially extended.
- An expedient further development consists in holding the scooping and dosing vessel on the chassis or traversing carriage via additional horizontally and / or vertically pivotable articulated rods. This enables local conditions to be achieved which - due to the spatial conditions - are extremely difficult to operate and which, in the case of mechanical die casting machines, have a significant share in the mass production of bulk goods.
- a plurality of travel systems can be lined up by arranging a plurality of travel cars on one or more Run along the traversing rails. This can save considerable time in productive. S chmelzzu operation achieve.
- all conceivable vessel shapes can be used, so that a state-of-the-art production facility controlled by simple control instructions is ensured.
- All drives are designed to be speed-controllable and, in a further special embodiment, can also be designed to be directly electronically controllable in order to achieve a control operation that is independent of electronic pulse transmitters.
- This means that the relevant bucket movements can also be optimized in order to achieve optimal casting behavior, which, free of blowholes, ensures that every mold is washed out. This enables optimum casting performance and an unrestricted casting operation is achieved.
- the electric or hydraulic drives may be associated with electronic pulse promoters, which are provided ehrfachtownen for the positioning of the single or M.
- the electronic control is computer-aided, so that only the respective final states have to be specified in order to initiate an instantaneous assignment to the respective individual movements.
- FIG. 1 to 5 each show a running rail 11 with a chassis 20 arranged thereon, which in turn carries the scoop 30.
- the motor 16 is used to drive the chassis (FIG. 3).
- the lifting rod 33 is raised and lowered with the help of the motor 17.
- the motor 18 is coupled to the metering vessel 30 via a linkage 34 (FIG. 1, shown only partially) and effects the inclination adjustment.
- All drive motors are arranged on the chassis 20.
- the individual drive motors are assigned respective pulse generators (21 ', 22', 23 ') which are connected to an electronic control 50 with a key input field 51, so that overall a programmable control of the metering device is possible.
- the scooping and metering vessel 30 is detachably and thus interchangeably fastened by means of the coupling 35.
- the stand 10 is supported by a hollow foot 18 on the floor.
- a further motor 12 is arranged within the foot 18, with which the stand 10 and so that the travel rail 11 is rotatable about a vertical axis.
- the drive motor 12 is also equipped with a pulse generator 19 which is connected to the electronic control 50. The rotary movement of the travel rail 11 can thus be included in the program control.
- a certain amount of melt is removed from a crucible furnace 41 (FIG. 4) by immersing the spoon-shaped scooping and dosing vessel 30.
- the metering vessel 30 is provided with a pouring spout 32, through which the liquid melt can flow off.
- the vessel is connected to the moving frame 20 by means of a movable lifting rod 33.
- the required pouring-tilt movement is carried out with the aid of a motor-driven functional rod 34.
- An additional motor drive 14 causes a horizontal spoon rotation. This is intended for linear forward, reverse or right / left metering operation.
- the melt is absorbed by lowering the vertical lifting rod 33.
- the scooping depth is controlled by specifying freely programmable control value inputs.
- the electrically conductive scoop 30 and / or an opposing pole arranged on the vessel can be connected to an electrical voltage source and then connected to an electronic control system.
- a freely adjustable R egelwert is specified, a freely adjustable R egelwert.
- a contact is established between the control and the motor drive, which is decisive for the control specifications.
- the set value is reached, there is a control pulse that switches off the drive and thus limits the diving depth.
- an incremental pulse generator is attached to the motor, which supplies certain pulses to the electronic control system in accordance with the motor speeds.
- a control input field is assigned to the control, in which the control specifications are specified. Since such controls, known per se, can detect impulses with great accuracy and evaluate them in fractions of a second, this methodology can ensure optimal scooping behavior. This way of working not only makes optimum scooping positions possible, it also avoids the feared sticking of the swivel joints to the metering vessel bearings 31 and air pockets which lead to complaints in the end products.
- the dosing process is initiated by the electric motor-controlled drive, which, taking certain control inputs into account, causes a fine-level pouring movement of the dosing vessel.
- the control design can be computer-based or manual or computer-based and manual.
- a control solution is therefore used which, through free programming of certain control values, enables a fine-stage motor switching of all drive units.
- the drives, casting, rotating, lifting and traversing motor which are necessary for their function, can be equipped with a second shaft end and then provided with incremental pulse generators, possibly absolute value encoders or rotary pulse generators, the pulses of which are to be supplied to an electronic control.
- the Control is the freely selectable control value set according to the desired dosing quantity, corresponding to a particular vessel slope angle which interrupts the casting operation when it reaches the set value and the drive for the purpose of sudden D osierunterbrechung to a particular scrublaufwertumschaltet. This enables extremely precise dosing quantities. Ren - so then make changes as desired and even possible corrections of metering accuracy during Dosier joses keystroke imple can also be different melting amounts variable and program standard set.
- Another feature of the invention is an additional motor drive, which is provided for a horizontal rotary movement of the scoop 30.
- Such a rotary movement is particularly advantageous if two dosing points 40 arranged next to or opposite one another are to be approached next to the scooping point 41 with one dosing process.
- the drives for lifting, turning, moving and dosing are equipped with their own pulse generators, the pulses of which are fed to the electronic control in the same way.
- the control then initiates moving to and fixing the respective position position when the specified control values are reached.
- the rotary, lifting, traversing and dosing movements required by the function, in particular with multiple dosing in linear traversing mode, can be selected and triggered as required.
- the individual controls are therefore independent of local initiators.
- a further special feature of the invention is the installation of a further additional motor drive 50, which is designed for a horizontal rotation of the travel rail, in order thereby to enable a multiple dosing process in carousel operation.
- a further additional motor drive 50 which is designed for a horizontal rotation of the travel rail, in order thereby to enable a multiple dosing process in carousel operation.
- the predetermined R egelein fine cause then the respective fixing the position to be driven to position. This individual control is therefore freely programmable and independent of local initiators. You can carry out both dosing processes, linear and carousel dosing, coupled together.
- Figures 7 to 10 each show the lower end of the lifting rod 33 and the coupling device. 35.
- a different scooping and dosing vessel 30 is connected to the coupling device.
- the exemplary embodiment according to FIG. 7 shows a vessel operating according to the displacement principle, which will be described in more detail below.
- the embodiment according to FIG. 8 is a scoop and metering vessel 30, the inclination of which is adjusted with a chain gear 36.
- the exemplary embodiment according to FIG. 9 shows a tilting scoop and metering vessel which is fastened to the lifting rod 33 by means of two articulated arms 37, 38.
- FIG. 9 shows a vessel 30 which is held on the lifting rod 33 via three articulated arms 37, 38, 39.
- the articulated arms 37 and 38 can be pivoted about vertical axes, the articulated arm 39 about a horizontal axis.
- This suspension allows a variety of movement options. If each of the various movement options is equipped with a separate drive connected to the central control, this multitude of movement options can be controlled by the program. In the exemplary embodiments described, a motor drive is assigned to the respective movement options. Of course, hydraulically operating actuators can also be provided, which are also programmable.
- FIG. 11 shows a device designed according to the invention with a stationary stand 10.
- the metering processes are initiated by immersing the metering vessel 30 in the melt 60.
- the melt flows into the casting vessel through the lateral filling openings 61.
- the dosing vessel 30 is then raised and moved into the pouring position, which is shown on the right.
- This movement is controlled fully automatically and programmatically (control 50).
- control 50 In the pouring position, the displacer 62 is moved downward, so that the melt is displaced from the vessel 30 and flows out of the pouring spout 63.
- This movement is also automatic and program-controlled, so that the delivery of an exact amount of melt is possible.
- a motor 25 with pulse generator 26, which is included in the program control 50, serves for the adjustment.
- the displacement meter shown can be equipped with a heater.
- the mouth of a burner 64 is arranged within the displacer. With the burner flame the displacer is heated so that an extended cooling process of the melt to be metered is ensured.
- FIG. 12 shows a possible embodiment of the clutch 35.
- the motor 42 is assigned to it and actuates an annular claw 44 via the gear 43.
- the ring claw 44 engages in the ring groove 45 at the lower end of the lifting rod 33.
- FIG. 13 shows another solution in which two traversing carriages 20 run on the rail 11.
- the scoops 30 are designed differently, so that a high flexibility of the system is ensured.
- an automatic metering device with automatic handling for program-conforming scooping, transporting and metering of liquid metal melts is made possible. Its advantages lie in its simple construction and in a control independent of local initiators and contact bars.
- the required dosing quantities are pre-selected by entering appropriate control values. It is designed for a dosing process that takes future requirements into account and fulfills them.
- Variable melt quantities, different position positions and dosing programs can be easily set, saved and called up again at any time. Entire program systems can be entered, moved - and changed as required without the need for any additional work.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Dosiergerät für metallische Schmelzen als ein automatisches Handhabungssystem, beispielhaft dargestellt in Fig. 1, dessen manuell oder automatisch austauschbares Schöpf- und Dosiergefäß (30) programmkonform auf einer horizontal angeordneten Verfahrschiene bedienbar ist. Die Erfindung kennzeichnet sich im besonderen dadurch, daß jeder Bewegungsfunktion jeweils ein eigener Motorantrieb (14, 21, 22, 23) mit jeweils eigenem Steuerimpulsgeber zugeordnet ist und daß eine speicherprogrammierbare elektronische Steuerung vorhanden ist, mittels der das Dosiergerät in seiner Gesamtheit programmäßig steuerbar ist. Die verschiedenen Bewegungsabläufe werden von frei einstellbaren Regelvorgaben gesteuert, die, unabhängig von örtlichen Initiatoren, ihrerseits in der speicherbaren elektronischen Steuerung gespeichert sind.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Dosiergerät für metallische Schmelzen als automatisches Handhabungssystem, dessen Schöpf- und Dosiergefäß auf einer horizontalen Verfahrechiene mittels eines Fahrgestelles linear ortsbeweglich, an dem Fahrgestell mittels einer Hubstange in seiner Höhe und an der Hubstange in seiner Neigung einstellbar gehaltert ist.
- Derartige Dosiergeräte sind in der Industrie für die Herstellung metallischer Formkörper aus erstarrenden Schmelzen weit verbreitet.
- Es ist bekannt, daß man beim maschinellen Dosieren von flüssigen Metallschmelzen im allgemeinen Dosierautomaten einsetzt, die aus einer Fahrschiene mit Verfahrwerk und motorischen Antrieben, beweglichen Hub- und Funktionsstangen sowie aus einem hohlen Schöpfgefäß bestehen, mit welchem aus einem separaten Warmhaltetiegelofen bestimmte, dem Löffelvolumen entsprechende Schmelzmengen entnommen und anschließend zur weiteren Verarbeitung einer Kokillenform oder Gießmaschine automatisch zugeführt werden. Diese Verfahrensweise wird in der allgemeinen Dosiertechnik von Nichteisenmetallen-eingesetzt. Der Transport der flüssigen Metallschmelze wird mit Hilfe einer horizontalen Fahrschiene mittels einer motorischen Verfahreinrichtung durchgeführt. Beim Erreichen der Gießstellung erfolgt das dosierte Abgießen durch vollständige Gefäßentleerung, das anschließend zur erneuten Schmelzaufnahme wieder in Schöpfposition zurückgefahren werden muß, um einen neuen Dosierzy- klus einzuleiten.
- Dabei ist es jedoch äußerst nachteilig, daß diese Geräte einen begrenzenden Starrheitsgrad aufweisen, der weder Veränderungen in der gewollten Dosiermenge noch Veränderungen in der Dosierfolge zuläßt. Veränderte Füllbedingungen lassen sich nur durch sehr kostspielige und zeitraubende Umrüstarbeiten ermöglichen, wobei entweder das Schöpfgefäß ausgewechselt oder die gesamte Dosiereinrichtung -ausgetauscht werden muß. Ferner muß nach dem Löffelwechsel auch noch die gesamte Steuerungsanlage neu eingestellt und montageseitig neu justiert werden, was wiederum einen kostspieligen Aufwand mit sich bringt. Man ist deshalb dazu übergegangen, für jeden Gießprozeß eine eigene Dosiereinrichtung vozusehen. Das verteuert den Gießbetrieb erheblich.
- Nach dem Stand der Technik werden Schaltvorgänge zum überwiegenden Teil durch Anfahren von mechanischen oder berührungslosen Endlagenschaltern ausgelöst, die an den entsprechenden Schaltpunkten installiert sind. Veränderungen sind dabei nur durch die örtliche Veränderung des jeweiligen Initiators möglich, wobei die Geräte oftmals abgeschaltet und dadurch der Produktionsbetrieb unterbrochen werden muß.
- Um diesen Umstand zu beseitigen und beliebige Positionslagen und Dosiermengen einstellen zu können, ohne Montagearbeiten zu benötigen und ohne den Produktionsablauf unterbrechen zu müssen, wird bereits die Fixierung der Endlagenstellungen durch Vorgabe freier, programmäßig einstellbarer Regelwerte vorgenommen.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dosiergerät der eingangs genannten Art, das in seinen Bewegungsabläufen durch Drucktastenvorgänge programmäßig steuerbar ist, zu schaffen und mit einem breiten Spektrum an Bewegungsmöglichkeiten auszurüsten.
- Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß jeder Bewegungsfunktion jeweils ein eigener Motorantrieb mit jeweils eigenem Steuerimpulsgeber zugeordnet ist und daß eine speicherprogrammierbare elektronische Steuerung vorhanden ist, mittels der das Dosiergerät in seiner Gesamtheit programmäßig steuerbar ist, wobei die verschiedenen Bewegungsabläufe von frei einstellbaren Regelvorgaben gesteuert werden, die, unabhängig von örtlichen Initiatoren, ihrerseits in der speicherbaren elektronischen Steuerung gespeichert werden. Die Vorteile dieser Maßnahmen liegen in der Vielseitigkeit der unabhängig voneinander programmäßig steuerbaren Bewegungsmöglichkeiten, in der freien Anwählbarkeit der Schmelzmengen mittels elektronischer Regelvorgaben, in der einfachen und kostengünstigen Bauweise, die gewollte Veränderungen hinsichtlich der Dosiermenge auch während des Betriebes zuläßt, und in der Bedienung, die es ermöglicht, mehrere Dosierstellen entweder mit gleichen oder unterschiedlichen Dosiermengen anzufahren.
- Eine besonders zweckmäßige Maßnahme besteht darin, daß das Schöpf- und Dosiergefäß manuell oder automatisch austauschbar am Fahrgestell gehaltert ist. Je nach dem gewünschten Anwendungsfall kann ein neigungsbewegliches Scböpf- und Dosiergefäß oder ein Verdrängungsdosierer eingesetzt werden. Ein Verdrängungsdosierer ist ein Aufnahmegefäß für die Schmelze, welches mittels einer seitlichen Öffnung die Schmelze aufnimmt und diese mittels eines motorisch oder hydraulisch verstellbaren, in die Schmelze eintauchenden Verdrängers über den Auslauf dosiert ausfließen läßt. Verdrängungsdosierer haben den Vorteil, daß sie eine schnellere und exaktere Schmelzzuteilung ermöglichen. Außerdem können sie nach einem weiteren Merkmal der Erfindung mit einer Beheizung ausgerüstet sein, so daß dadurch eine wesentliche Verlängerung der Abkühlphase der flüssigen Metallschmelze erzielbar ist.
- Da infolge der Austauschbarkeit des Schöpf- und Dosiergefäßes praktisch jede mögliche Gefäßform einsetzbar ist, je nachdem wie der betriebliche Verwendungszweck dieses erfordert, ergibt sich aufgrund der zusätzlichen Funktionen eine wesentlich bessere Auslastungsmöglichkeit des Dosiergerätes. Sowohl bei einer Serienfertigung als auch bei einer Einzelbedienung ergibt sich infolge der besseren Handhabung eine Qualitätsverbesserung beim Gießprodukt.
- Eine zweckmäßige Weiterbildung besteht darin, das Schöpf- und Dosiergefäß über zusätzliche horizontal und/oder vertikal schwenkbare Gelenkstangen am Fahrgestell bzw. Verfahrwagen zu haltern. Dadurch können örtliche Gegebenheiten erreicht werden,-die - bedingt durch die räumlichen Verhältnisse - äußerst schwierig zu bedienen sind und die im Falle maschineller Druckgießmaschinen einen erheblichen Anteil bei der seriemnäßigen Produktion von Massengütern haben.
- Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können mehrere Verfahrsysteme aneinandergereiht sein, indem mehrere Verfahrwagen an einer oder mehrfach angeordneten Verfahrschienen entlanglaufen. Dadurch lassen sich erhebliche Zeitgewinne bei der produktiven. Schmelzzuführung erzielen. Außerdem lassen sich alle nur erdenkbaren Gefäßformen einsetzen, so daß ein mittels einfacher Regelanweisung gesteuerter hochmoderner Produktionsbetrieb sichergestellt ist.
- Sämtliche Antriebe werden drehzahlregelbar ausgebildet und können einer weiteren besonderen Ausgestaltung auch direkt elektronisch regelbar ausgebildet sein, um damit einen von elektronischen Impulsübertragern unabhängigen Steuerungsbetrieb zu erzielen. Damit lassen sich dann auch die jweiligen Löffelbewegungen optimieren, um zu einem optimalen Gießverhalten zu gelangen, das, frei von Lunkereinschlüssen, jede Formausspülung sicherstellt. Damit werden optimale Gießleistungen möglich und ein in seiner Verwendung uneingeschränkter Gießbetrieb erreicht.
- Den elektrischen oder hydraulischen Einzelantrieben können elektronische Impulsvermittler zugeordnet sein, die für die Positionierung der Einzel- oder Mehrfachbewegungen vorgesehen sind. Die elektronische Steuerung wird rechnergestützt ausgeführt, so daß lediglich die jeweiligen Endzustände vorzugeben sind, um eine augenblickliche Zuordnung zu den jeweiligen Einzelbewegungen einzuleiten.
- Damit wird ein äußerst hoher Freiheitsgrad erreicht und ein nach oben hin offener Produktionsbetrieb möglich, der, frei von störenden Einflüssen, jeden gewünschten Dosierbetrieb sicherstellt.
- Die Erfindung ist in den Figuren beispielhaft dargestellt.
- Es zeigen:
- Fig. 1 Ständer und Verfahrschiene mit Fahrgestell, Motorgetriebe, sowie in der Nebenfigur die Lagerstellen und Kippmethodik des Schöpf- und Dosiergefäßes,
- Fig. 2 eine Anordnung gemäß Fig. l, mit geändertem fußseitigem Motorgetriebe,
- Fig. 3 Ständer, Verfahrschiene und Fahrgestell mit kopfseitigem Motorgetriebe sowie in der Nebenfigur eine Ansicht des Fahrgestelles und einen Schnitt durch die Verfahrschiene,
- Fig. 4 eine Anordnung gem. Fig. 2 mit zwei Dosierstellen und einem Tiegelofen als Schöpfstelle,
- Fig. 5 die Anordnung nach Fig. 2 mit Fahrgestell, vor Beginn des Schöpfvorganges, für einen karusselmäßigen Dosierbetrieb und
- Fig. 6 die schematische Darstellung der kreismäßigen Betriebsstellenverlagerung des Dosiergefäßes,
- Fig. 7 bis 10 unterschiedliche Schöpf- und Dosiergefäße,
- Fig. 11 ein Dosiergerät nach der Erfindung, das mit einem Verdrängungsdosierer arbeitet,
- Fig. l2 ein Ausführungsbeispiel für die lösbare Halterung des Schöpf- und Dosiergefäßes an der Hubstange und
- Fig. 13 eine Verfahrschiene mit zwei Verfahrwagen.
- Die Figuren 1 bis 5 zeigen jeweils eine Fahrschiene 11 mit einem darauf angeordneten Fahrgestell 20, das seinerseits das Schöpfgefäß 30 trägt. Zum Antrieb des Fahrgestelles dient der Motor 16 (Fig. 3). Das Heben und Senken der Hubstange 33 erfolgt mit Hilfe des Motors 17. Der Motor 18 ist über ein nur teilweise dargestelltes Gestänge 34 (Fig. l, unten) mit dem Dosiergefäß 30 gekoppelt und bewirkt die Neigungsverstellung. Alle Antriebsmotoren sind am Fahrgestell 20 angeordnet. Den einzelnen Antriebsmotoren sind jeweilige Impulsgeber (21', 22', 23') zugeordnet, die mit einer elektronischen Steuerung 50 mit Tasteneingabefeld 51 in Verbindung stehen, so daß insgesamt eine programmäßige Steuerung des Dosiergerätes möglich ist.
- An der Hubstange 33 ist das Schöpf- und Dosiergefäß 30 mittels der Kupplung 35 lösbar und damit austauschbar befestigt.
- Der Ständer 10 stützt sich über einen hohlen Fuß 18 auf dem Boden ab. Innerhalb des Fußes 18 ist ein weiterer Motor 12 angeordnet, mit dem der Ständer 10 und damit die Verfahrschiene 11 um eine vertikale Achse drehbar ist. Der Antriebsmotor 12 ist ebenfalls mit einem Impulsgeber 19 ausgerüstet,der mit der elektronischen Steuerung 50 in Verbindung steht. Die Drehbewegung der Verfahrschiene 11 kann damit in die programmäßige Steuerung einbezogen werden.
- Einem Tiegelofen 41 (Fig. 4) wird durch Eintauchen des löffelförmigen Schöpf- und Dosiergefäßes 30 eine bestimmte Schmelzmenge entnommen. Das Dosiergefäß 30 ist mit einer Gießschnauze 32 versehen, über welche die flüssige Schmelze abfließen kann. Mittels einer beweglichen Hubstange 33 ist das Gefäß mit dem Verfahrgestell 20 verbunden. Die erforderliche Gießkippbewegung wird mit Hilfe einer motorisch angetriebenen Funktionsstange 34 ausgeführt. Ein zusätzlicher Motorantrieb 14 bewirkt eine horizontale Löffeldrehbewegung. Dieser ist für einen linearen Vorwärts-, Rückwärts- bzw. Rechts-/Links-Dosierbetrieb vorgesehen.
- Die Schmelzeaufnahme erfolgt durch Absenken der vertikalen Hubstange 33. Die Steuerung der Schöpftiefe wird durch Vorgabe von frei programmierbaren Regelwerteingaben vorgenommen. Dazu kann das elektrisch leitfähige Schöpfgefäß 30 und/oder ein am Gefäß angeordneter Gegenpol an eine elektrische Spannungsquelle angeschlossen und anschließend mit einer elektronischen Steueranlage verbunden sein. Der elektronischen mikroprozessorgesteuerten Einrichtung wird ein frei einstellbarer Regelwert vorgegeben. Beim Eintauchen wird ein Kontaktschluß zwischen Steuerung und Motorantrieb hergestellt, der für die Regelvorgaben maßgebend ist. Beim Erreichen des eingestellten Wertes erfolgt ein Steuerimpuls, der den Antrieb abschaltet und damit die Tauchtiefe begrenzt. Dazu wird am Motor ein inkrementaler Impulsgeber angebracht, der entsprechend den Motordrehzahlen bestimmte Impulse der elektronischen Steuerung zuleitet. Der Steuerung zugeordnet ist ein Tastatureingabefeld, in das die Regelvorgaben vorgegeben werden. Da derartige, an sich bekannte, Steuerungen Impulse mit großer Genauigkeit erfassen und in Bruchteilen von Sekunden auswerten können, lassen sich mit dieser Methodik optimale Schöpfverhalten sicherstellen. Mit dieser Arbeitsweise werden nicht nur optimale Schöpfstellungen möglich, man vermeidet auch das gefürchtete Verkleben der Drehgelenke mit den Dosiergefäßlagern 31 und Lufteinschlüsse, die in den Endprodukten zu Reklamationen führen.
- Der Dosiervorgang wird von dem elektromotorisch gesteuerten Antrieb eingeleitet, der unter Berücksichtigung bestimmter Regeleingaben eine feinstufige Abgießbewegung des Dosiergefäßes bewirkt. Die Steuerungsauslegung kann dabei rechnergestützt oder manuell oder rechnergesützt und manuell erfolgen.
- Es wird also eine Steuerungslösung eingesetzt, die durch freie Programmierung bestimmter Regelwerte eine feinstufige Motorschaltung aller Antriebsaggregate ermöglicht.
- Die von der Funktion her notwendigen Antriebe Gieß-, Dreh-, Hub- und Verfahrmotor können mit einem zweiten Wellenende ausgerüstet und anschließend mit inkrementalen Impulsgebern, gegebenenfalls Absolutwertgeber oder Drehimpulsgeber, versehen sein, deren Impulse einer elektronischen Steuerung zuzuführen sind. Der Steuerung wird entsprechend der gewünschten Dosiermenge, die einem bestimmten Gefäßneigungswinkel entspricht, der frei einstellbare Regelwert vorgegeben, der beim Erreichen des eingestellten Wertes den Gießvorgang unterbricht und den Antrieb zwecks schlagartiger Dosierunterbrechung auf einen bestimmten Rücklaufwertumschaltet. Es lassen sich so äußerst exakte Dosiermengen ermöglichen. Damit lassen sich dann auch unterschiedliche Schmelzmengen variabel und programmmäßig einstellen, Veränderungen beliebig vornehmen und sogar mögliche Korrekturen der Dosiergenauigkeit während des Dosierbetriebes per Tastendruck durchfüh- ren.
- Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist ein zusätzlicher Motorantrieb, der für eine horizontale Drehbewegung des Schöpfgefäßes 30 vorgesehen ist. Eine solche Drehbewegung ist besonders dann vorteilhaft, wenn mit einem Dosiervorgang zwei nebeneinander oder gegenüberliegend angeordnete Dosierstellen 40 neben der Schöpfstelle-41 angefahren werden soll.
- Für einen programmgesteuerten Bewegungsablauf ist es ferner zweckmäßig, daß die Antriebe für Heben, Drehen, Verfahren und Dosieren mit eigenen Impulsgebern ausgerüstet sind, deren Impulse in gleicher Weise der elektronischen Steuerung zugeleitet werden. Die Steuerung veranlaßt dann beim Erreichen der vorgegebenen Regelwerte das Anfahren und Fixieren der jeweiligen Stellungsposition. Die von der Funktion her notwendigen Dreh-, Hub-, Verfahr- und Dosierbewegungen, im besonderen bei Mehrfachdosieren im Linearverfahrbetrieb, können dadurch beliebig vorgewählt und ausgelöst werden. Somit sind die Einzelsteuerungen unabhängig von örtlichen Initiatoren.
- Ein weiteres besonderes Merkmal der Erfindung ist, wie die Figur 6 zeigt, der Einbau eines weiteren zusätzlichen Motorantriebes 50, der für eine horizontale Drehung der Verfahrschiene ausgelegt ist, um dadurch einen Mehrfachdosiervorgang im Karusselbetrieb zu ermöglichen. Auch in diesem Fall ist es zweckmäßig, den motorischen Antrieb mit eigenen Impulsgebern auszurüsten und deren Impulse in gleicher Weise einer elektronischen Steuerung zuzuführen. Die vorgegebenen Regeleingaben veranlassen dann das jeweilige Fixieren der anzufahrenden Positionsstellung. Somit ist auch diese Einzelsteuerung frei programmierbar und unabhängig von örtlichen Initiatoren. Man kann beide Dosiervorgänge, Linear- und Karusseldosieren, miteinander gekoppelt durchführen.
- Die Figuren 7 bis 10 zeigen jeweils das untere Ende der Hubstange 33 sowie die Kupplungseinrichtung.35. Mit der Kupplungseinrichtung verbunden ist jeweils ein unterschiedliches Schöpf- und Dosiergefäß 30. Das Ausfuhrungsbeispiel nach Figur 7 zeigt ein nach dem Verdrängerprinzip arbeitendes Gefäß, das weiter unten noch näher beschrieben wird.
- Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 8 handelt es sich um ein Schöpf- und Dosiergefäß 30, dessen Neigung mit -einem Kettengetriebe 36 verstellt wird. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 zeigt ein neigungsbewegliches Schöpf- und Dosiergefäß, das mittels zweier Gelenkarme 37, 38 an der Hubstange 33 befestigt ist. Figur 9 zeigt ein Gefäß 30, das über drei Gelenkarme 37, 38, 39 an der Hubstange 33 gehaltert ist. Die Gelenkarme 37 und 38 sind um vertikale Achsen, der Gelenkarm 39 um eine horizontale Achse verschwenkbar.
- Diese Aufhängung läßt eine Vielfalt von Bewegungsmöglichkeiten zu. Ist jede der verschiedenen Bewegungsmöglichkeiten mit einem separaten, mit der zentralen Steuerung verbundenen Antrieb ausgerüstet, dann ist diese Vielzahl der Bewegungsmöglichkeiten programmäßig steuerbar. Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen ist den jeweiligen Bewegungsmöglichkeiten ein Motorantrieb zugeordnet. Natürlich können auch hydraulisch arbeitende Betätigungseinrichtungen vorgesehen sein, die ebenfalls programmäßig steuerbar sind.
- Anhand der Figur 11, die ein erfindungsgemäß gestaltetes Gerät mit ortsfestem Ständer 10 zeigt, soll die Funktion des erfindungsgemäßen Dosiergerätes erläutert werden. Eingeleitet werden die Dosiervorgänge durch Eintauchen des Dosiergefäßes 30 in die Schmelze 60. Durch die seitlichen Einfüllöffnungen 61 strömt die Schmelze in das Gießgefäß. Danach wird das Dosiergefäß 30 angehoben und in die Gießstellung gefahren, die rechts dargestellt ist. Diese Bewegung ist vollautomatisch und programmäßig gesteuert (Steuerung 50). In der Gießstellung wird der Verdränger 62 nach unten bewegt, so daß die Schmelze aus dem Gefäß 30 verdrängt und aus der Gießschnauze 63 ausströmt. Auch diese Bewegung ist automatisch und programmgesteuert, so daß die Abgabe einer exakten Schmelzmenge möglich ist. Der Verstellung dient ein Motor 25 mit Impulsgeber 26, der in die Programmsteuerung 50 einbezogen ist.
- Aus der Figur 7 ist noch ersichtlich, daß der dargestellte Verdrängungsdosierer mit einer Beheizung ausgerüstet sein kann. Dazu ist innerhalb des Verdrängers die Mündung eines Brenners 64 angeordnet. Mit der Brennerflamme wird der Verdränger beheizt, so daß ein verlängerter Abkühlungsverlauf der zu dosierenden Schmelze sichergestellt ist.
- Figur 12 zeigt eine mögliche Ausführung der Kupplung 35. Ihr ist der Motor 42 zugeordnet, der über das Getriebe 43 eine Ringklaue 44 betätigt. Die Ringklaue 44 greift in gekoppeltem Zustand in die Ringnut 45 am unteren Ende der Hubstange 33.
- Figur 13 zeigt noch eine Lösung, bei der zwei Verfahrwagen 20 auf der Schiene 11 laufen. Die Schöpfgefäße 30 sind unterschiedlich ausgebildet, so daß eine hohe Flexibilität des Systems sichergestellt ist.
- Durch die Anwendung der beschriebenen Merkmale und Maßnahmen wird eine hochmoderne Gerätschaft möglich, die, neben einer elektronischen, speicherprogrammierbaren Steuerungsführung, eine wesentlich bessere Auslastung des Systems bewirkt und in seinen Möglichkeiten einen nach oben hin offenen Verwendungsbetrieb erreicht. Verfahrbewegungen, V-drfahrgeschwindigkeiten, Folgen und Intervalle lassen sich beliebig vorgeben und mittels einfacher Druckknopfbetätigungen sicher einstellen. Gießleistungen, Dosiermengen und Genauigkeiten lassen sich jederzeit überprüfen und auch während des Betriebes so beeinflussen, daß in jedem Augenblick jeweils eine optimale Schmelzzuteilung sichergestellt ist. Veränderungen lassen sich augenblicklich vornehmen und in Bruchteilen von Sekunden ausgleichen. Ganze Programmsysteme lassen sich speichern, ablegen und im Bedarfsfall beliebig abrufen, ohne daß der Produktionsablauf störend beeinflußt würde.
- Somit wird eine erweiterte Geräteautomation erreicht, die frei in der Handhabung alle nur erdenkbaren Dosierzustände erfaßt und diese mit einem Minimum an Aufwand sicherstellt. Der Produktionsbetrieb ist wartungsarm. Die Geräteauslastung ist optimal.
- Mit dem erfindungsgemäßen Dosiergerät wird, wie in den Figuren l bis_13 dargestellt, ein Dosierautomat mit automatischer Handhabung zum programmkonformen Schöpfen, Transportieren und Dosieren flüssiger Metallschmelzen ermöglicht. Seine Vorteile liegen in seiner einfachen Bauweise sowie in einer von örtlichen Initiatoren und Kontaktstäben unabhängigen Steuerung. Die erforderlichen Dosiermengen werden programmäßig, durch Eingabe entsprechender Regelwerte, vorgewählt. Er ist für einen Dosiervorgang geschaffen, der die zukünftigen Erfordernisse berücksichtigt und erfüllt. Variable Schmelzmengen, unterschiedliche Stellungspositionen und Dosierprogramme lassen sich problemlos einstellen, speichern und jederzeit wieder abrufen. Ganze Programmsysteme können eingegeben, verfahren --und beliebig verändert werden, ohne daß dazu irgendwelche zusätzlichen Arbeitsvorgänge erforderlich wären. Dadurch wird ein Dosierbetrieb mög- lich, der sich in kürzester Zeit auf die verschiedensten Produktionsbedigungen einstellen kann. Dabei ist es gleichgültig, ob diese kundenspezifisch oder auftragsbedingt sind. Für das erfindungsgemäße Dosiergerät ist es gleichgültig, wann es welche Position wie oft mit welcher Dosiermenge anfahren soll. Es ist lediglich eine bestimmte Bewegungseingabe erforderlich, die, manuell vorgegeben, anschließend den automatischen Betrieb steuert. So wird eine optimale Automation erreicht, die zu einem außerordentlichen Rationalisierungsgrad bei der maschinellen Dosierung von flüssigen Metallschmelzen führt, weil nunmehr Gießereiräume, u.a. durch die doppelten Kreisbewegungen von Fahrschiene 11 und Schöpf-/Dosiergerät 30 optimal ausgenutzt werden.
-
- 10 Ständer
- 11 Verfahrschiene
- 12 Motorgetriebe an 10, fußseitig
- 13 Motorgetriebe an 10, kopfseitig
- 14 Motorantrieb für Horizontalantrieb von 30
- 15 Impulsvermittler für 14
- 16 Impulsvermittler für 21
- 17 Impulsvermittler für 22 Inkremental-, Drehimpuls- oder
- 18 Impulsvermittler für 23 Absolutwertgeber
- 19 Impulsvermittler für 12
- 20 Fahrgestell an 11
- 21 Motorantrieb für Fahrgestell 20
- 22 Motor Heben u. Senken der Hubstange 33
- 23 Motorantrieb zur Neigungsverstellung des Schöpf- und Dosiergefäßes 30
- 24 Ständerfuß
- 30 Schöpf- und Dosiergefäß
- 31 Dosiergefäßlager
- 32 Gießschnauze
- 33 Hubstange
- 34 Funktionsstange
- 35 Kupplung
- 36 Kettenantrieb zur Neigungsverstellung von 30
- 37 Drehgelnkstange, vertikalbeweglich
- 38 Drehgelenkstange,
- 39 Drehgelenkstange zur horizontalen Drehbarkeit
- 40 Dosierstelle
- 41 Schöpfstelle
- 42 Motorantrieb für automatischen Austausch
- 43 Zangengetriebe
- 44 Greif-und Haltezangen
- 45 Aufnahmezapfen
- 50 Elektronische Steuerung
- 51 Tastatureingabefeld für die freie Regeleingabe
- 60 Schmelzspiegel
- 62 Füllöffnungen in Außenbehälter 30
- 63 Auslauf
- 64 Energieführer/Beheizung
Claims (20)
- l. Dosiergerät für metallische Schmelzen als automatisches Handhabungssystem, dessen Schöpf- und Dosiergefäß auf einer horizontalen Verfahrmaschine mittels eines Fahrgestelles linear ortsbeweglich, an dem Fahrgestell mittels einer Hubstange in seiner Höhe und an der Hubstange in seiner Neigung einstellbar gehaltert ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Bewegungsfunk- tion jeweils ein eigener Motorantrieb (16, 17, 18) mit jeweils eigenem Steuerimpulsgeber zugeordnet ist und daß eine speicherprogrammierbare elektronische Steuerung (50) vorhanden ist, mittels der das Dosiergerät in seiner Gesamtheit programmäßig steuerbar ist, wobei die verschiedenen Bewegungsabläufe von frei einstellbaren Regelvorgaben gesteuert werden, die, unabhängig von örtlichen Initiatoren, ihrerseits in der speicherbaren elektronischen Steuerung gespeichert werden.
- 2. Dosiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schöpf- und Dosiergefäß (30) mittels eines weiteren separaten Antriebes (14) sowohl horizontal drehbeweglich als auch neigungsbeweglich ist.
- 3. Dosiergerät nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ständer (10) der Verfahrschiene (11) mittels eines seitlich angeordneten Motorantriebes (12) um einen Drehpunkt beweglich ist.
- 4. Dosiergerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung des Schöpfgefäßes (30) dadurch geregelt wird, daß auf das zweite Wellenende des Antriebsmotors (22) oder dessen Getriebewelle ein Impulsgenerator angeordnet ist, dessen Impulse mit den Regelvorgaben verglichen werden.
- 5. Dosiergerät nach den Ansprüchen l bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosiergefäß (30) selbst als Tastfühler verwendet wird.
- 6. Dosiergerät nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Eintauchtiefe des Schöpfgefäßes (30) in die Schmelze mittels Kontaktschluß von frei einstellbaren Regelvorgaben vorgenommen wird.
- 7. Dosiergerät nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronischen Steuerung (50) ein Tastatureingabefeld (51) zugeordnet ist, das für freie Regeleingabe vorgesehen ist.
- 8. Dosiergerät nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronischen Steuerung (50) speicherbare Mikroprozessoren zugeordnet sind, die der Steuerung der Bewegungsabläufe dienen.
- 9. Dosiergerät nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß den jeweiligen Einzelantrieben jeweils eigene Impulsgeneratoren (24) in Form von inkrementalen Impulsgebern, Absolutwertgeber oder Drehimpulsgeber, zugeordnet sind.
- 10. Dosiergerät nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Motordrehgetriebe (13) kopfseitig des Ständers angeordnet ist.
- 11. Dosiergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schöpf-und Dosiergeräß (30) manuell oder automatisch austauschbar am Fahrgestell (20) gehaltert ist.
- 12. Dosiergerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Schöpf- und Dosiergefäß (30) neigungsbeweglich ist.
- 13. Dosiergerät nach Anspruch Il, dadurch gekennzeichnet, daß das Schöpf- und Dosiergefäß (30) ein Verdrängungsdosierer ist.
- 14. Dosiergerät nach Anspruch 13, dadurch gekenn--- zeichnet, daß der Verdrängungsdosierer mit einer Beheizung (64) ausgerüstet ist.
- 15. Dosiergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das neigungsbewegliche oder als Verdrängungsdosierer ausgebildete Schöpf- und Dosiergefäß (30) über zusätzliche horizontal und/oder vertikal schwenkbare Gelenkstangen (37, 38 und/oder 39) am Fahrgestell (20) austauschbar gehaltert ist.
- 16. Dosiergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Fahrgestelle (20) mit gleichen oder unterschiedlichen Schöpf- und Dosiergefäßen auf der Verfahrschiene (11) vorgesehen sind.
- 17. Dosiergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ortsfest ausgebildete Verfahrschiene sich über einen Ständer (10) oder zwei oder mehr Haltekonstruktionen abstützt.
- 18. Dosiergerät nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelantriebe (14, 16-18, 12) drehzahlregelbar ausgebildet sind.
- 19. Dosiergerät nach den Ansprüchen 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelantriebe (14, 16-18, 12) elektronisch regelbar ausgebildet sind.
- 20. Dosiergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuerung (50) rechnergestützt und/ oder manuell handhabbar ausgelegt ist.
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