DE1055764B - Vorrichtung zum Giessen von Metallkoerpern, insbesondere Metallplatten - Google Patents

Description

Es ist eine Vorrichtung zum Gießen von Metallformkörpern, insbesondere Metallplatten, bekannt, bei welcher flüssiges Metall in ein Dosierungsgefäß abgegeben wird, das mit einem Einlaß- und einem Auslaßventil versehen ist. Bei der bekannten Vorrichtung befinden sich die Ventile im Boden des Dosierungsgefäßes. Das Dosierungsgefäß selbst kann in das flüssige Metallbad eingesetzt sein.

Es ist ferner eine Vorrichtung zur Abgabe flüssiger Metallmengen aus einem Metallbad bekannt, bei welcher in das flüssige Metallbad ein Dosierungsgefäß eingesetzt ist, das nur ein Ventil zum Einlassen des flüssigen Metalls in das Gefäß besitzt. Die Abgabe des Metalls aus dem Dosierungsgefäß erfolgt nach Schließen des Einlaßventils durch Gasdruck über ein Steigrohr, das zu einem zweiten Gefäß führt, aus dem das Metall dann in die Gießform abfließen kann.

Bei den bekannten Vorrichtungen erfolgt die Bemessung der Metallmenge vorzugsweise durch elektrische Steuerung der Ventile, z. B. unter Benutzung verstellbarer Kontaktstäbe in Verbindung mit Magnetventilen. Es sind auch Vorschläge gemacht worden, die Ventile mittels Schwimmer gegebenenfalls über Schaltröhren oder über Lichtschranken zu steuern.

Alle mit dem flüssigen Metall, z. B. flüssigem Zink, in Berührung kommenden Teile, insbesondere die Ventile, müssen aus einem Werkstoff hergestellt sein, der von dem flüssigen Metall bei den in Frage kommenden Arbeitstemperaturen nicht angegriffen wird. Dabei sind Ventile, die nicht nur dem Angriff durch flüssiges Zink ausgesetzt sind, sondern auch mechanisch beansprucht werden, vorzugsweise aus teurem Werkstoff, wie einer Molybdän-Wolfram-Legierung, hergestellt worden, um eine genügend lange Lebensdauer der Ventile zu gewährleisten.

Wesentlich ist ferner für das Arbeiten von Vorrichtungen der beschriebenen Art zum Gießen von Metallkörpern, daß eine große Genauigkeit des Gewichts der abzufüllenden Metallmengen gewährleistet ist. Schließlich ist die Schnelligkeit des Ansprechens der Ventile von Wichtigkeit.

Die Benutzung einer mit Druckgas arbeitenden Abgabeeinrichtung mit Steigleitung ermöglicht ein vergleichsweise bequemes und sicheres Abfüllen der gewünschten Metallmengen. Es zeigt sich jedoch, daß die Gewichtsgenauigkeit bei der bekannten, mit Druckgas arbeitenden Vorrichtung erheblich zu wünschen übrigläßt.

Wenn das flüssige .Metall durch Gasdruck aus dem Dosierungsgefäß über eine Steigleitung abgegeben wird, hängt die abgegebene Menge sowohl von dem auf die Oberfläche des flüssigen Metalls in dem Dosierungsgefäß einwirkenden Gasdruck als auch von der Höhe der flüssigen Metallsäule in dem Dosierungs-Vorrichtung zum Gießen
von Metallkörpern,
insbesondere Metallplatten

Anmelder:

Heinrich Josef Baggeler,
Bergisch Gladbach, Hermann-Löns-Str. 127, und Dipl.-Ing. Egbert Groove,
Neuß/Rhein, Büdericher Str. 17

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Heinrich Josef Baggeler und Gerhard Rupf,
Bergisch Gladbach,
sind als Erfinder genannt worden

gefäß ab. Die Höhe der Metallsäule ist ihrerseits abhängig von der Höhe des Metallspiegels in dem flüssigen Metallbad, in welches das Dosierungsgefäß eingesetzt ist oder mit dem es in Verbindung steht. Aus Gründen der Gewichtsgenauigkeit ist es insbesondere erwünscht, die mit Druckgas arbeitende Abgabeeinrichtung mit Zeitschaltern zu steuern. Bei der Verwendung von Zeitschaltern ist es wesentlich, die Höhe des flüssigen Metalls in dem Dosierungsgefäß mögliehst konstant zu halten.

Die Erfindung bezweckt, bei einer Vorrichtung zum Gießen von Metallkörpern, insbesondere Metallplatten, unter Verwendung eines das flüssige Metall aufnehmenden Dosierungsgefäßes, das einen ventilgesteuerten Einlaß für das flüssige Metall und eine mit Gasdruck arbeitende Abgabeeinrichtung mit Steigleitung besitzt, auf einfache Weise die Möglichkeit zu schaffen, die maximale Höhe des flüssigen Metalls im wesentlichen konstant zu halten, um eine hohe Gewichtsgenauigkeit, insbesondere bei Steuerung der Abgabeeinrichtung durch Zeitschalter zu gewährleisten.

Zweck der Erfindung ist ferner die Schaffung einer Vorrichtung der genannten Art, bei welcher Ventile aus einem vergleichsweise billigen Werkstoff Anwendung finden können, welche die für den Betrieb erforderliche Lebensdauer und Haltbarkeit besitzen. Schließlich bezweckt die Erfindung, die Möglichkeit zu schaffen, komplizierte und störungsanfällige elektrische Schaltelemente, wie Schaltröhren, Lichtschranken usw., zu

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vermeiden und trotzdem eine allen Anforderungen entsprechende Gewichtsgenauigkeit zu erzielen.

Gemäß der Erfindung sind für den Einlaß des flüssigen Metalls in das Dosierungsgefäß zwei hintereinandergeschaltete und durch eine Leitung verbundene Einlaßventile vorgesehen, von denen das zweite Ventil, welches das flüssige Metall unmittelbar in das Dosierungsgefäß einströmen läßt, durch eine vorbestimmte Höhe des Metallspiegels im Dosierungsgefäß gesteuert wird. ίο

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen die beiden hintereinandergeschalteten Ventile aus selbsttätig arbeitenden Ventilen, vorzugsweise Kugelventilen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Ventilkörper des zweiten Ventils mit einem im Dosierungsgefäß angeordneten Schwimmerkörper, z. B. durch eine Stange, starr verbunden sein. Die Stange wird dabei zweckmäßig in einem mit der Wandung oder dem Deckel des Dosierungsgefäßes verbundenen Teil geführt. Die Führung erfolgt vorzugsweise im oberen Abschnitt des Dosierungsgefäßes, der nicht mit Metall gefüllt wird.

Wenn ein Zeitschalter für die Steuerung der mit Druckgas arbeitenden Abgabeeinrichtung verwendet wird, ist es zweckmäßig, die Vorrichtung derart auszugestalten, daß die vorbestimmte Höhe des Metallspiegels in dem Dosierungsgefäß der maximalen abzufüllenden Metallmenge entspricht. Zu diesem Zweck kann z. B. der Schwimmerkörper von dem Ventilkörper des zweiten Ventils einen Abstand besitzen, welcher der für die betreffende Vorrichtung in Frage kommenden maximalen abzufüllenden Metallmenge entspricht.

Aus Gründen der Stabilität und Haltbarkeit ist es zweckmäßig, die beiden hintereinandergeschalteten Ventile baulich mit dem Dosierungsgefäß zu vereinigen. Die beiden Ventile können am Boden des Dosierungsgefäßes angeordnet und durch einen im Boden befindlichen Kanal verbunden sein.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung kann das erste Ventil außerhalb des Dosierungsgefäßes, z. B. an dessen Wandung in der Nähe des Bodens, und das zweite Ventil im Innenraum des Dosierungsgefäßes, zweckmäßig dem ersten Ventil unmittelbar gegenüberliegend, angeordnet sein.

Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise au Hand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. I ist ein Längsschnitt durch einen Teil der \^rorrichtung gemäß der Erfindung mit einem in ein flüssiges Metallbad eingesetzten Dosierungsgefäß;

Fig. II ist eine Draufsicht auf das Dosierungsgefäß;

Fig. III ist ein Längsschnitt durch einen Teil der Vorrichtung gemäß der Erfindung, bei welcher das erste Ventil des Dosierungsgefäßes außerhalb und das zweite \'entil im Innenraum des Dosierungsgefäßes gegenüberliegend angeordnet ist.

In Fig. I ist mit 1 das Dosierungsgefäß bezeichnet, das in ein allgemein mit 2 bezeichnetes Metallbad, z. B. ein Zinkbad, eingesetzt ist, welches sich in einem vorspringenden Teil des Ofens, der sogenannten Kapelle, befindet. Das Dosierungsgefäß 1 ist zweckmäßig aus Graphit hergestellt. In die Seitenwandung des Dosierungsgefäßes 1 ist bei der dargestellten Ausführungsform eine Steigleitung 3 eingebettet, deren Eingangs- ende 4 sich unmittelbar am Boden des Dosierungsgefäßes befindet, während ihr Ausgangsende 5 das flüssige Metall über eine Ablaufrinne 6 an Kokillen 7 abgibt. Die Kokillen können in an sich bekannter Weise von einem Förderband getragen werden.

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Da Dosierungsgefäß 1 ist mittels eines Deckels 8 und einer z. B. aus Asbest bestehenden Dichtung 9 gasdicht abgeschlossen.

Durch den Deckel 8 ist eine Druckgasleitung 10 hindurchgeführt, über welche der Innenraum des Dosierungsgefäßes mit einem Dreiwegeventil 11 in Verbindung steht. An das Ventil 11 sind Leitungen 11' und 11" für die Zuführung und Abführung des Druckgases angeschlossen. Das V&nü\ 11 kann aus einem elektrisch steuerbaren Ventil (Magnetventil) bestehen und von einem elektrischen Zeitschalter 12 gesteuert werden. Die Steuerung kann gewünschtenfalls jedoch auch durch einen mechanisch arbeitenden Zeitschalter erfolgen.

Der Boden 13 des Dosierungsgefäßes 1 besitzt einen einstückig mit ihm ausgebildeten Fortsatz 14, in den ein allgemein mit 15 bezeichnetes erstes Ventil eingesetzt ist, das ein Gehäuse 16, einen Ventilkörper 17 in Form einer Kugel und einen mit einem Anschlagstift versehenen eingeschraubten Verschlußstopfen 18 aufweist. In den Boden 13 des Dosierungsgefäßes 1 ist ein zweites Ventil 19 zweckmäßig in der Mitte eingesetzt, das ein Ventilgehäuse 20, einen Ventilkörper

21 in Form einer Kugel und einen Verschlußstopfen

22 besitzt. Die beiden Ventile 15 und 19 sind durch einen in den Boden 13 des Dosierungsgefäßes 1 gebohrten Kanal 23 miteinander verbunden.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, kann das flüssige Metall (wenn kein Überdruck in dem Dosierungsgefäß herrscht) durch die Einlauföffnung 16' des ersten Ventils 15 in dieses Ventil, über den Verbindungskanal 23 in das zweite Ventil 19 und aus diesem durch dessen Auslaß 20' in das Dosierungsgefäß 1 eintreten.

Der Ventilkörper 21 des zweiten Ventils 19 ist mittels einer Stange 24 aus z. B. Wolfram mit einem Schwimmerkörper 25 verbunden. Die Stange 24 setzt sich in einen Stangenteil 26 fort, dessen freies Ende in einem von dem Deckel 8 getragenen Führungsstück 27 verschiebbar geführt ist.

Die Ventile 15 und 19 können zweckmäßig aus Graphit hergestellt und aus vollen, etwas konisch ausgebildeten Graphitkörpern herausgearbeitet werden. Die Ventilkörper, z. B. die Kugeln 17 und 21, können ebenfalls aus Graphit oder aus einem geeigneten keramischen Werkstoff bestehen. Der Schwimmerkörper 25 besteht zweckmäßig aus einem keramischen Werkstoff. Der Schwimmerkörper kann gewünschtenfalls aus einer selbsthärtenden keramischen Masse um eine einstückige, eine Scheibe oder ein Kreuz tragende Stange, welche die Teile 24 und 26 umfaßt, geformt werden. Es ist auch möglich, den Schwimmerkörper 25 mit Gewinde zu versehen, so daß die Stangen 24 und 26 in ihn eingeschraubt werden können.

In der Wandung des Dosierungsgefäßes 1 ist schließlich noch eine sich zweckmäßig durch den Verschlußdeckel 8 fortsetzende Bohrung 28 (Fig. II) zur Aufnahme eines Pyrometers vorgesehen. Eine solche Anordnung eines Pyrometers hat den Vorteil, daß man die Gießtemperatur des Metalls genau überwachen und regeln kann. Das Pyrometer ist durch die Unterbringung in der Wandung gegen mechanische Einwirkungen gut geschützt, es kann durch das flüssige Metall nicht angegriffen werden und spricht infolge der hohen Wärmeleitfähigkeit der aus Graphit bestehenden Wandung mit geringster Verzögerung an.

Die Arbeitsweise der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung ist kurz folgende: Bei auf die Auslaßleitung 11" gestelltem Dreiwegeventil 11, d. h. bei abgeschalteter Druckgaszufuhr, läuft flüssiges Metall aus dem Metallbad 2 durch die Einlauföffnung 16' des

Claims (8)

ersten Ventils 15 unter Herabdrückung des kugelförmigen Ventilkörpers 17 über den Verbindungskanal 23 und das zweite Ventil 19, dessen kugelförmiger Ventilkörper 21 zunächst auf dem Verschluß stopfen 22 aufruht, in das Innere des Dosierungsgefäßes 1 und gleichzeitig in die Steigleitung 3, bis der Metallspiegel im Innenraum des Dosierungsgefäßes 1 eine vorbestimmte Höhe erreicht hat, welche durch den Abstand zwischen dem Ventilkörper 21 und dem Schwimmerkörper 25 bestimmt ist und zweckmäßig der maximalen abzufüllenden Metallmenge entspricht. Infolge des Auftriebs des Schwimmerkörpers 25 wird das Ventil 19 geschlossen, so daß sich in dem Dosierungsgefäß eine Metallmenge mit genau bestimmter und bei jedem weiteren Arbeitsvorgang konstant bleibender Höhe befindet. Das Dreiwegeventil 11 wird darauf durch den Zeitschalter 12 umgeschaltet, so daß das Druckgas, z. B. Druckluft oder vorzugsweise inertes Gas, wie Stickstoff, über die Druckgasleitung 11' in das Dosierungsgefäß 1 treten kann und eine bestimmte Menge des flüssigen Metalls durch die Steigleitung 3 herausgedrückt und über die Auslaufrinne 6 in die Kokille 7 abgibt. Die Größe dieser Metallmenge kann durch die Einstellung des Zeitschalters 12 genau bestimmt werden. Dadurch, daß der Metallspiegel im Dosierungsgefäß 1 stets eine konstante Höhe, unabhängig von dem Metallspiegel in dem Metallbad 2, besitzt, ist gewährleistet, daß bei gleichbleibender Einstellung des Zeitschalters und bei konstantem Gasdruck stets genau gleiche Metallmengen selbsttätig abgefüllt werden. Nachdem das flüssige Metall in der gewünschten, durch die Einstellung des Zeitschalters 12 bestimmten Menge aus dem Dosierungsgefäß durch das Druckgas herausgedrückt worden ist, schaltet der Zeitschalter 12 das Dreiwegeventil 11 wieder um, so daß der Innenraum des Dosierungsgefäßes 1 über die Auslaßleitung 11" gegenüber der Atmosphäre geöffnet ist. Es strömt darauf von neuem flüssiges Metall aus dem Metallbad 2 in der zuvor beschriebenen Weise durch die Ventile 15 und 19, bis der Metallspiegel in dem Dosierungsgefäß 1 seine vorbestimmte Höhe erreicht hat. Der Abgabevorgang für das flüssige Metall beginnt dann in der vorstehend beschriebenen Weise von neuem. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. III befindet sich das erste Ventil 15 außerhalb des Dosierungsgefäßes und das zweite Ventil 19 im Innenraum des Dosierungsgefäßes. Die beiden Ventile sind durch den Kanal 23' miteinander verbunden und in der Seitenwandung des Dosierungsgefäßes 1 gegenüberliegend angeordnet. Es ist ersichtlich, daß bei den dargestellten Ausführungsformen die besonders wichtigen Teile der Vorrichtung, nämlich die Ventile 15 und 19, sich dauernd in flüssigem Metall befinden und durch Unachtsam- keit des Bedienungspersonals nicht mechanisch zerstört werden können. Das einzige empfindliche, außerhalb des Metallbades liegende Organ ist der Zeitschalter 12, der in einem verschlossenen Schaltschrank untergebracht werden kann und dem Bedienungspersonal nicht ohne weiteres zugängig ist. Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Gießen von Metallkörpern, insbesondere Metallplatten, mit einem das flüssige Metall aufnehmenden Dosierungsgefäß, das einen ventilgesteuerten Einlaß für das flüssige Metall und eine mit Druckgas arbeitende Abgabeeinrichtung mit Steigleitung besitzt, gekennzeichnet durch zwei hintereinandergeschaltete und durch eine Leitung (23) verbundene Einlaßventile (15, 19), von denen das zweite Ventil, welches das flüssige Metall unmittelbar in das Dosierungsgefäß (1) einströmeu läßt, durch eine vorbestimmte Höhe des Metallspiegels im Dosierungsgefäß gesteuert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden hintereinandergeschalteten Ventile (15, 19) aus selbsttätig arbeitenden Ventilen, vorzugsweise Kugelventilen, bestehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (21) des zweiten, dem Dosierungsgefäß (1) unmittelbar benachbarten Ventils (19) mit einem im Dosierungsgefäß angeordneten Sch wimmer körper (25) starr durch eine Stange (24) verbunden ist, die zweckmäßig in einen mit der Wandung oder dem Deckel des Dosierungsgefäßes verbundenen Teil geführt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmerkörper (25) vom Ventilkörper (21) des zweiten Ventils (19) einen Abstand besitzt, welcher der maximalen abzufüllenden Metallmenge entspricht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beide Ventile (15, 19) baulich mit dem Dosierungsgefäß (1) vereinigt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß beide Ventile am Boden des Dosierungsgefäßes (1) angeordnet und durch einen im Boden (13) befindlichen Kanal (23) verbunden sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventil (15) außerhalb des Dosierungsgefäßes (1) und das zweite Ventil (19) im Innenraum des Dosierungsgefäßes angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Druckgas arbeitende Einrichtung durch einen mechanischen oder elektrischen Zeitschalter (12) steuerbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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