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Vorrichtung zum Abgeben von flüssigem Metall aus einer Gießpfanne
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abgeben von flüssigem Metall
aus einer Gießpfanne, die einen Bodenauslauf und einen steuerbaren Pfannenstopfen
enthält.
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Beim Vergießen von flüssigem Metall, insbesondere einer Stahlschmelze,
z.B. in Blockkokillen aus einer Gießpfanne mit Bodenauslauf, der durch Stopfen geöffnet
und verschlossen werden kann, ergeben sich bei den bekannten handgesteuerten hydraulischen
Betätigungsanlagen für die Stopfenführung erhebliche Schwierigkeiten dadurch, daß
es, selbst bei Anordnung einer Kranwaage und sehr großer Sorgfalt der Bedienungsperson
infolge der von der Bedienungsperson nicht ohne weiteres voraussehbaren Trägheit
des gesamten Systems, schwierig ist, Blöcke mit gleichem Gewicht zu gießen.
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Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine selbsttätig
in Abhängigkeit der Gewichtsminderung der Pfanne durch Ausgießen der Schmelze durch
den Bodenabstich arbeitende Steuervorrichtung für den Stopfen zu schaffen.
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Es sind in der Fachwelt Vorrichtungen bekannt, bei denen in Abhängigkeit
von bestimmten Gewichtsbedingungen Steuervorgänge elektrisch oder hydraulisch ausgelöst
werden. So ist es bekannt, die Kippbewegung einer Kipppfanne durch Betätigung eines
Endschalters zu steuern, der durch den Arm einer Hebelwaage betätigt wird. Nach
jedem Gießvorgang muß jedoch die Hebelwaage durch Zugabe von Gewichten neu auf die
beim nächsten Gang zu vergießende Metallmenge eingestellt werden. Auch ist es bei
eingebauten Behältern für Schmelzen, z. B.
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Wannenöfen, bekannt, die Schließvorrichtung für den Pfannenstopfen
selbsttätig in Abhängigkeit von elektrischen Meßimpulsen zu steuern.
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Die spezielle der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe liegt jedoch
darin, eine Vorrichtung für eine Krangießpfanne mit Bodenabstich zu schaffen, durch
die der gesamte Inhalt in genau vorbestimmten, vorzugsweise dem jeweiligen Blockgewicht
entsprechenden Teilmengen durch entsprechende Steuerung des Stopfens vergießbar
ist Gemäß der Erfindung wird dies durch eine Gießpfannenaufhängevorrichtung mit
einer auf das Gewicht der Gießpfanne ansprechende Waage und einem davon gesteuerten
Stromkreis zur Messung der Gewichtsänderung der Gießpfanne erreicht, wobei die Waage
zwischen der Aufhängevorrichtung und der Gießpfanne eingeschaltet ist und die Meßvorrichtung
abwechselnd das Öffnen und Schließen des Pfannenstopfens zum Zwecke der Abgabe vor-
bestimmter
Metallmengen regelt. Durch diese Anordnung gemäß der Erfindung wird also in Abhängigkeit
vom Gewicht eine entsprechende Änderung eines Meßstromes in der Waage zur Programmsteuerung
der Betätigungsvorrichtung für den Pfannenstopfen herangezogen.
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Die Waage ist vorzugsweise eine z.B. mit einer Widerstandsbrücke
arbeitende Meßdose. Der die Gewichtsänderung messende Stromkreis kann einen Zweiphaseninduktionsmotor
einschließen, dessen Erregerspannung von der Gewichtsminderung abhängt. Dabei kann
die Beeinflussung des Pfannenstopfen reglers von einer ausgewählten vorbestimmten
Stellung der Motorumdrehung abhängig sein.
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Vorzugsweise erfolgt die Steuerung der Regelvorrichtung für die Betätigung
des Pfannenstopfens durch einen Gießmengensteuerkreis in Abhängigkeit von einem
Programmsteuerkreis. Zur Sichtbarmachung der Gewichtsänderungen kann mit einem Zweiphaseninduktionsmotor
eine optische und/oder akustische Anzeigevorrichtung vorgesehen sein.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen an Ausführungsbeispielen
näher erläutern. In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung einer
Ausführung der erfindungsgemäßen Regelanlage, F i g. 2 ein Schaltbild des Meßkreises,
der Anzeigevorrichtung und der dazugehörenden Teile, die
in dem
in F i g. 1 dargestellten Schema nur ganz allgemein wiedergegeben sind, F i g. 3
eine schematische Darstellung des Stromkreises zur Regelung der Arbeitsfolge und
des Stromkreises zur Regelung der Gießmenge, die ebenfalls in F i g. 1 schematisch
dargestellt sind, Fig.4 ein Schaltbild einer Ausführung des Anzeigestromkreises,
der in den Stromkreisen zur Regelung der Arbeitsfolge und zur Regelung der Gießmenge
verwendet werden kann, F i g. 5 eine schematische Darstellung einer abgeänderten
Form der Anlage zum Regeln des Gußblockgewichtes, F i g. 6 eine schematische Darstellung
einer abgeänderten Form des Stromkreises zur Regelung der Arbeitsfolge.
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F i g. 1 zeigt eine an einem Haken 16 aufgehängte Gießpfanne 10,
deren Bodenauslaß 11 durch einen Stopfen 12 verschließbar ist. Die GießpfannelO
ist über einer Gießform 13, die als Kokille ausgebildet sein kann, angeordnet. Zwischen
dem Haken 16 und einem Kranhaken 18 od. dgl. ist eine Waage 17 zur Messung des Gewichtes
der Gießpfanne 10 angeordnet.
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Der Stopfen 12 ist über ein Gestänge 35 durch eine mit Kolben 28
und Zylinder 20 versehene Hydraulikeinrichtung vertikal verschiebbar. Die Betätigung
des Stopfens 12 kann über einen Hebel 37 auch von Hand erfolgen.
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Die Hydraulikeinrichtung wird durch eine aus einem Sumpf 23 fördernde
Pumpe 22 beaufschlagt, wobei zwischen Pumpe und Sumpf einerseits und dem Zylinder
20 der Hydraulikeinrichtung an der Gießpfanne andererseits ein Schieber zwischengeschaltet
ist. Der Schieber ist mit einem Verschlußstück 38 versehen, das durch Spulen 26
und 27 verschiebbar ist. Am Verschlußstück angreifende Rückstellfedern 50 führen
dieses in seine in Fig. 1 dargestellte Nullstellung.
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Das Verschlußstück 38 ist mit verschiedenen Kanälen 42, 46, 47, 48
und 51 versehen, durch welche entweder das obere oder das untere Ende des Zylinders
20 mit Druck beaufschlagt wird bzw. in der dargestellten Nullstellung überhaupt
kein Druck zum Zylinder20 gelangt. Bei Erregung der Spule 26 verschiebt sich das
Verschlußstück 38 nach rechts, so daß die Pumpe 42 über die Leitung 43 die Unterseite
des Kolbens 28 beaufschlagt und der Stopfen 12 gehoben wird. Die obere Kammer des
Zylinders 20 kann sich dabei über die Leitungen 45 und 41 in den Sumpf 23 entleeren.
Bei Erregung der Spule 27 verschiebt sich das Verschlußstück 38 nach links, so daß
jetzt umgekehrt die Oberseite des Kolbens 28 beaufschlagt wird und der Stopfen 12
abgesenkt wird. In der dargestellten Nullstellung - wenn also beide Spulen 26 und
27 stromlos sind - verbindet der Kanal 51 im Verschlußstück 38 Pumpe 22 und Sumpf
23 direkt miteinander, so daß eine Beaufschlagung des Kolbens 28 im Zylinder 20
nicht stattfindet.
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Die Stromzufuhr zu den Spulen 26 und 27 findet über eine elektrische
Regelanordnung statt, die in F i g. 1 im Blockschaltbild dargestellt ist und als
deren Geber die Waagel7 fungiert. Diese Waage kann mit einer zwischen zwei Bügeln
56 und 57 angeordneten Meßdose 55 versehen sein, deren Werte in einen Meßstromkreis
60 gegeben werden. Der Meßstromkreis 60 steht einmal mit einem Anzeiger
120 zum Anzeigen
des jeweils erreichten Gewichtes in Verbindung und zum anderen mit einem Gewichtsregler
117, der über einen Relais- und Verstärkerkreis 226 die Spulen 26 und 27 beaufschlagt.
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Der Gewichtsregeler 117 kann mit einer Fernsteuerung 59 versehen sein.
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Parallel zum Gewichtsreglerll7 kann ein Mengenregler 118 geschaltet
sein, der seinerseits die Spulen 26 und 27 beaufschlagt. Dieser Mengenregler dient
der Änderung der Durchflußmenge während des Gießvorganges. Er wird zweckmäßigerweise
durch eine Programmsteuerung 145, mit welcher für einen Gießvorgang verschiedene
aufeinanderfolgende Gießgeschwindigkeiten einstellbar sind, gesteuert. Diese Programmsteuerung
ist über einen Schalter 208 mit dem Gewichtsregler 117 verbunden.
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Durch den Schalter 208 ist die Wahlweise einschaltbar.
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Fig. 2 zeigt den Aufbau des Meßstromkreises 60 sowie den elektrischen
Aufbau der Meßdose 55. Bei dieser Meßdose kann es sich um eine Kondensator-Kohledruck-
oder piezoelektrische Meßdose handeln. In der dargestellten Ausführungsform sind
vier Widerstände 75 bis 78 in einer Wheatstoneschen Brücke geschaltet, von denen
sich wenigstens einer bei auf die Meßdose aufgebrachtem Druck ändert.
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Die Anzapfpunkte der ersten Brückendiagonale liegen über Außenwiderstände
67 und 68 an der Sekundärwicklung 61 eines Transformators 64, während die Anzapfungen
der zweiten Brückendiagonalen einmal mit der Primärwicklung 93 eines Eingangstransformators
94 eines Verstärkers und zum anderen mit einem Schleifkontakt 91 eines Spannungsteilers
81 einer zweiten nachgeschalteten Wheatstoneschen Brücke verbunden sind. Diese zweite
Brücke weist neben vier Widerständen 82 bis 85 und dem Spannungsteiler 81 einen
diesem Spannungsteiler diagonal gegenüberliegenden zwei ten Spannungsteiler 80 auf.
Sie wird an den den Spannungsteilern abgewandten Anzapfpunkten ihrer ersten Brückendiagonale
durch eine weitere Sekundärwicklung 79 des Transformators 64 beaufschlagt.
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Der Schleifkontakt 92 des zweiten Spannungsteilers 80 ist mit dem
zweiten Anschluß der Primärwicklung 93 des Eingangstransformators 94 verbunden.
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Der Schleifkontakt 92 des Spannungsteilers 80 ist mechanisch über
eine Welle 116 mit einem Anker 107 eines Zweiphaseninduktionsmotors verbunden.
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Die Welle 116 betätigt außerdem einen Zeiger 121 eines Anzeigegerätes
120, dessen Skala nach Gewichtseinheiten eingeteilt sein kann.
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Der im Ausführungsbeispiel dargestellte Verstärker weist eine Röhre
97 auf, deren Gitter 98 und deren Kathode 102 mit der Sekundärwicklung des Eingangstransformators
94 verbunden sind. Die Anode 105 dieser Röhre und die Kathode 102 sind mit einer
Wicklung 106 des Induktionsmotors verbunden, wobei zwischen Kathode und Wicklung
eine Gleichspannungsquelle 103, die den Anodenstrom liefert, zwischengeschaltet
ist.
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Eine zweite Wicklung 108 des Induktionsmotors ist mit einer dritten
Sekundärwicklung 110 des Transformators 64 verbunden, wobei zur Phasenverschiebung
parallel zur Wicklung 108 ein Widerstand 113 und in Reihe damit ein Kondensator
115 vorgesehen ist. Durch den Widerstand 113 und den Kondensator 115 erfolgt eine
Phasenverschiebung um 900 zwischen den Wicklungen 106 und 108,
durch
die bei Strom in den Wicklungen eine Drehung des Ankers 107 des Induktionsmotors
hervorgerufen wird.
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Die Primärwicklung 101 des Transformators 64 ist an eine Wechselstromquelle
angeschlossen.
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Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist folgende: Durch Belastungen
der Meßdose hervorgerufene Widerstandsänderungen in ihrer Meßbrücke bringen diese
aus dem Gleichgewicht, so daß über die zweite Meßbrücke dem Verstärker eine Spannung
zugeführt wird, wodurch in der Wicklung 106 des Induktionsmotors ein Wechselstrom
erzeugt wird. Dadurch dreht sich dessen Ankerl07 unter Mitnahme des Schleifkontaktes
92 des Spannungsteilers 80 so weit, bis die Widerstandsänderung in der ersten Meßbrücke
ausgeglichen, d. h. die an der Primärwicklung 93 des Eingangstransformators 94 anliegende
Spannung Null ist. Mit dem Spannungsteiler 81 ist eine Nullpunkt-Einstellung möglich.
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Die Welle 116 bildet nun die mechanische Verbindung zum Gewichtsreglerll7,
mit welchem das Öffnen und Schließen des Stopfens gesteuert werden.
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Wird im Gewichtsregler 117 der dort für das Gußblockgewicht vorgegebene
Wert erreicht, so wird der Stopfen 12 geschlossen, so daß keine Widerstandsänderung
in der Meßdose55 mehr stattfindet. Am Spannungsteiler 80 ist dann der entsprechende
Widerstandswert eingestellt, so daß der Wicklung 106 keine Spannung mehr zugeführt
wird. Der Anker 107 des Induktionsmotors bleibt stehen, und am Anzeiger 120 ist
das erreichte Gewicht ablesbar.
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In F i g. 3 ist der Aufbau des Gewichtsreglers 117 der Programmsteuerung
für die Gießgeschwindigkeit 145 und des Mengenreglers 118 dargestellt.
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Der Gewichtsregler 117 weist einen Spannungsteiler 122 auf, dessen
Schleifkontakt 123 mit der Welle 116 des Induktionsmotors verbunden ist.
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Parallel zum Spannungsteiler 122 liegt eine Gleichspannungsquelle
127. Weiter ist ein Spannungsteiler 129 mit Stufenschaltung vorgesehen, der Einzelwiderstände
136 bis 139 aufweist. Parallel zu diesem Spannungsteiler liegt eine Gleichspannungsquelle
141 und in Reihe mit dieser Spannungsquelle ein regelbarer Widerstand 135. Schließlich
ist ein dritter Spannungsteiler 130 vorgesehen, dem eine Gleichspannungsquelle 128
parallel geschaltet ist.
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Der Schleifkontakt 123 des ersten Spannungsteilers 122 ist mit dem
Verstärkerkreis 226 verbunden. Der zweite Pol dieses Verstärkerkreises steht in
Verbindung mit dem Schleifkontakt 132 des zweiten Spannungsteilers 129, wobei zwischen
beide Schleifkontakte ein Spannungsmesserl33 zwischengeschaltet ist. Jeweils die
am negativen Pol ihrer Gleichspannungsquellen 127 und 128 liegenden Enden der Spannungsteiler
122 und 130 sind untereinander verbunden. Schließlich ist der Schleifkontakt 131
des dritten Spannungsteilers 130 mit dem am negativen Pol seiner Gleichspannungsquelle
141 liegenden Ende des Spannungsteilers 129 verbunden.
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Der stufenweise einstellbare Spannungsteiler 129 dient der Einleitung
des Gießvorganges. Die Zahl seiner Stufen entspricht der Anzahl der zu vergießenden
Gußblöcke. Der dritte Spannungsteiler 130 dient der Nullpunkteinstellung bei" gefüllter
Gießpfanne. Der erste Spannungsteiler 122 dient als Geber für das tatsächlich erreichte
Gießgewicht und führt dieses in den Gewichtsregler 117 ein.
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Der Gewichtsregler 117 arbeitet also wie folgt: In der Zeichnung
ist die Null-Lage vor Gießbeginn dargestellt. In dieser Lage wird mittels des Spannungsteilers
130 und des Spannungsmessers 133 eine Nullpunkteinstellung vorgenommen. Eine Spannungsdifferenz
zwischen den Schleifkontakten 123 und 132 wird damit ausgeglichen. Zuvor kann noch
mittels des Regelwiderstandes 135 eine Eichung des Spannungsteilers 129 vorgenommen
sein, so daß die einzelnen Stufen dieses Spannungsteilers genau dem gewünschten
Gußblockgewicht entsprechen.
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Durch Einstellen des Schleifkontaktes oder Schalters 132 auf die
erste Schaltstufe ergibt sich eine Spannungsdifferenz zwischen den Schleifkontakten
123 und 132. Diese Spannungsdifferenz wird über den Verstärkerkreis 226 der Spule
26 zugeführt, so daß sich der Stopfen 12 hebt und der Gießvorgang beginnt. Dabei
nimmt das Gewicht der Gießpfanne ab, so daß die Meßbrücke der Meßdose 55 aus dem
Gleichgewicht kommt und sich der Ankerl07 des Induktionsmotors dreht. Damit dreht
sich auch der Schleifkontakt 123 des Spannungsteilers 122 in Pfeilrichtung, und
zwar so lange, bis zwischen den Schleifkontakten 132 und 123 keine Spannungsdifferenz
mehr besteht. Über den Verstärkerkreis 226 wird dann in noch zu beschreibender Weise
die Spule26 stromlos und die Spule27 erregt, so daß der Stopfen 12 nach unten geführt
und der Gießvorgang beendet wird.
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Bei Beendigung des Gießvorganges verbleibt der Schleifkontakt 123
in seiner Lage, die dem Restgewicht der teilgefüllten Gießpfanne entspricht. Zur
Einleitung eines neuen Gießvorganges wird der Schalter 132 auf die nächste Stufe
geschaltet. Eine Änderung aller durch die Widerstände 136 bis 139 bestimmten Gußblockgewichte
ist durch Einstellung des Regelwiderstandes 135 eine Änderung der Einzelgewichte
durch Änderung der Widerstände 136 bis 139 möglich. Durch Überspringen einer oder
mehrerer Schaltstufen kann ein Gußblock erzeugt werden, dessen Gewicht zwei oder
mehr Widerständen entspricht.
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Zur Regelung der Gießgeschwindigkeit dient die in F i g. 3 unterhalb
des Gewichtsreglers 117 dargestellte Programmsteuerungl45. Diese weist zwei Relais-
und Verstärkerkreise 202 und 203 auf, denen Spannungsquellen 210 und 211 sowie Relais
212 und 213 zugeordnet sind. Ferner sind drei mit Gleichspannungsquellen 209 versehene
Spannungsteiler 205 bis 207 vorgesehen, wobei Spannungsmesser 204, 224 und 225 zwischen
ihre Schleifkontakte und die negativen Pole der Gleichspannungsquellen 209 geschaltet
sind. Die negativen Pole aller Spannungsteiler sind überdies miteinander verbunden.
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Die Relais 212 und 213 sind mit jeweils zwei Kontakten 216 und 217
bzw. 218 und 219 versehen, die durch diese Relais wechselweise geschlossen und geöffnet
werden. Diese Kontakte schließen nacheinander die Abgriffe an den einzelnen Spannungsteilern
über deren Schleifkontakte an den Ausgang der Programmsteuerung 145 an. Die Gleichspannungsquelle
211 gibt eine geringere Spannung ab als die Gleichspannungsquelle 210.
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Mit der Motorwelle 116 ist ein Tachogenerator 190 verbunden, dessen
Ausgangsspannung der Gewichtsänderung der Gießpfanne während des Gießvorganges entspricht.
Dem Tachogenerator 190 ist
ein Spannungsmesser 223 parallel geschaltet.
Die negativen Pole des Tachogenerators 190 und der Spannungsteiler 205 bis 207 sind
miteinander verbunden. Der Ausgang der Programmsteuerung 145 ist gleichfalls durch
einen Spannungsmesser 222 überbriickt.
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Die Programmsteuerung 145 arbeitet wie folgt: Bei geschlossenem Schalter
208 liegt der Eingang der Programmsteuerung 145 parallel zum Verstärkerkreis 226
am Ausgang des Gewichtsreglers 117 an. Die dadurch in die Programmsteuerung eingegebene
Spannung ist höher als die Spannung der Gleichspannungsquellen 210 und 211. Die
sich so ergebende Spannungsdifferenz bewirkt ein Anziehen beider Anker dieser Relais
in die in F i g. 3 dargestellte Lage. Unter der Wirkung ihrer Gleichspannungsquellen
210 und 211 allein sind die Anker beider Relais nicht angezogen.
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Bei Erregung des Relais 212 zu Gießbeginn wird der Kontakt 216 wie
dargestellt geschlossen, so daß die am Spannungsteiler 205 abgegriffene Spannung
am Ausgang der Programmsteuerung 145 anliegt.
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Dadurch ergibt sich eine Spannungsdifferenz zwischen der vom Tachogenerator
190 gelieferten Spannung und der Ausgangsspannung der Programmsteuerung 145. Diese
Spannungsdifferenz wird dem Mengen regler 118 zugeführt, wodurch zunächst durch
Erregen der Spule26 das Gießen eingeleitet und dann auf der durch den Spannungsteiler
205 bestimmten Durchflußmenge gehalten wird. Die Spannungsdifferenz zwischen der
Ausgangsspannung des Tachogenerators 190 und dem Ausgang der Programmsteuerung 145
ist selbstverständlich bei Gießbeginn am größten, da dann der Tachogenerator 190
in Ruhe ist und keine Spannung liefert. Diese große Spannungsdifferenz dient der
Einleitung des Gießvorganges, wobei unmittelbar nach Gießbeginn der Tachogenerator
190 wirksam wird und die Durchflußmenge drosselt.
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Durch das Leichterwerden der Gießpfanne sinkt die vom Gewichtsregler
117 gelieferte Spannung ab, bis sie einen Wert erreicht, der der Spannung der Gleichspannungsquelle
210 entspricht. Dadurch läßt das Relais 212 seinen Anker los, so daß jetzt der Kontakt
217 geschlossen wird. Da die Spannung der Gleichspannungsquelle 211 kleiner als
die der Spannungsquelle 210 ist, bleibt der Kontakt 218 geschlossen. Dadurch ändert
sich wiederum die Ausgangsspannung der Programmsteuerung 145; beim Ausführungsbeispiel
vergrößert sie sich entsprechend dem am Spannungsteiler 206 eingestellten Wert,
so daß über den Mengenregler 118 in der beschriebenen Weise die Durchflußmenge vergrößert
wird.
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Sinkt schließlich die vom Gewichtsreglerll7 gelieferte Spannung auf
den Wert der Spannungsquelle 211 ab, so läßt auch das Relais 213 seinen Anker los,
so daß der Kontakt 219 geschlossen wird und jetzt der im Spannungsteiler 207 eingestellte
Wert die erforderliche Bezugsspannung liefert.
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In der Darstellung nach F i g. 3 sind drei verschiedene Gießpfannen
I, II und III dargestellt, deren Bereiche an der Kokille 13 nach Fig.1 ebenfalls
angegeben sind. Diese Phasen stellen eine zweckmäßige Gießfolge dar, und zwar die
Phase 1 ein anfänglich langsames Gießen, um das Herumspritzen des geschmolzenen
Metalls in der leeren Gußform zu vermeiden. Die Phase II ist das Füllgießen, und
die Phase II ist das langsame Gießen gegen Ende des
Gießvorganges, um einmal eine
genaue. Gewichtsregelung zu sichern und um zum anderen ein Umherspritzen zu vermeiden,
wenn der Spiegel des geschmolzenen Metalls sich dem oberen Rand der Gußform nähert.
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Die Programmsteuerung 145 ist mittels des Schalters 208 abschaltbar,
so daß dann eine Regelung nur über den Gewichtsregler 117 erfolgt. Die Größe der
einzelnen Gießbereiche der Programmsteuerung werden durch die von den Gleichspannungsquellen
210 und 211 gelieferten Spannungen bestimmt. Eine Änderung dieser Spannungen bewirkt
also eine Einstellung der Gießbereiche. Die verschiedenen Gießgeschwindigkeiten
innerhalb dieser Bereiche sind an den Spannungsteilern 205 bis 207 einstellbar.
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Im unteren Bereich der F i g. 3 ist schematisch der Aufbau des Mengenreglers
118 dargestellt. Dieser weist zwei Relais- und Verstärkerkreise 157 und 158 auf,
wobei die Relais 155 und 156 der Betätigung von Kontakten 195 und 197 dienen. Mit
diesen Kontakten werden die Spulen 26 und 27 an ihre Spannungsquellen angeschlossen.
Der Mengenregler 118 wird mit der Spannungsdifferenz zwischen dem Ausgang der Programmsteuerung
145 und demjenigen des Tachogenerators 190 beaufschlagt. Das Relais 156 zieht seinen
Anker bei positiver und das Relais 155 bei negativer Spannungsdifferenz an. Ist
die Durchflußmenge größer als an einem der Spannungsteiler 205 bis 207 vorgegeben,
so übersteigt die Ausgangsspannung des Generators 190 die Ausgangsspannung der Programmsteuerung
145. In diesem Falle wird der Verstärkerkreis 158 mit einer positiven Spannungsdifferenz
beaufschlagt, und das Relais 156 zieht seinen Anker an, so daß der Kontakt 197 geschlossen
und die Spule 27 erregt wird.
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Dadurch wird der Stopfen 12 abgesenkt, um die Durchflußmenge zu drosseln.
Ist umgekehrt die Durchflußmenge geringer, als durch die Programmsteuerung 145 vorgegeben,
so wird dem Mengenregler 118 eine negative Spannungsdifferenz zugeführt, durch welche
der Verstärkerkreis 157 beaufschlagt wird, so daß das Relais 155 seinen Anker in
die dargestellte Lage zieht. Der Kontakt 195 ist geschlossen, so daß die Spule26
zum Zwecke der Aufwärtsbewegung des Stopfens 12 erregt wird.
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Diese negative Spannungsdifferenz ist - wie bereits erläutert - bei
Gießbeginn am größten. Die Durchflußmenge wird also in einem ständigen Wechsel zwischen
der Erregung der Relais 155 und 156 konstant gehalten.
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In F i g. 3 ist schließlich noch ein Verstärkerkreis 226 dargestellt,
der mit einem Relais 227 versehen ist, das zum Öffnen bzw. Schließen von Kontakten
220 und 229 dient, die ihrerseits den Kontakten 197 und 195 des Mengenreglers parallel
geschaltet sind, und bei deren Schließen die Spulen 26 und 27 an ihre Spannungsquellen
angeschlossen werden. Das Relais 227 zieht seinen Anker an, wenn zu Gießbeginn die
vom Gewichtsregler 117 kommende Spannungsdifferenz am Verstärkerkreis 226 anliegt.
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Damit wird die Spule 26 erregt, und der Stopfen 12 bewegt sich nach
oben. Andererseits fällt der Anker ab und schließt den Kontakt 229, wenn bei Erreichen
des durch den Gewichtsregler vorgegebenen Gußblockgewichtes die Spannungsdifferenz
Null wird.
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In diesem Falle wird die Spule 27 erregt und veranlaßt das Schließen
des Stopfens 12. Ein Schalter 209 dient zum Abschalten des Stromkreises für die
Spule
26, wenn die Programmsteuerung 145 eingeschaltet ist.
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Fig.4 zeigt den Aufbau eines der Relais- und Verstärkerkreise 212,
213, 226, 158 und 157.
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Dieser Relais- und Verstärkerkreis besteht aus einer Umwandlungsstufe,
einer Verstärkerstufe und einem Relais. Die Umwandlungsstufe enthält einen Wandler
160, der als Zerhacker ausgebildet ist. Der Wandler weist einen Transformator 161
sowie eine Spule 162 zur Betätigung eines Ankers 164 zwischen den Kontakten der
Primärspule des Transformators 161 auf. Die Spule 162 steht mit einer Sekundärspule
163 eines Transformators 178 in Verbindung. Ihr wird mithin eine Wechselspannung
zugeführt.
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Der Verstärker besteht aus einer Röhre 165, einem Gitterwiderstand
166, einem Anodenwiderstand 167 und einer Gleichspannungsquelle 168 für den Anodenstrom
und einer weiteren Gleichspannungsquelle 171, die eine Vorspannung für den Verstärkerstromkreis
liefert.
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Der Relaisstromkreis besteht aus einem Relais 176, das in Reihe mit
einer Röhre 172 liegt, deren Gitter 174 über einen Kondensator 173 mit der Anode
der Röhre 165 in Verbindung steht. Der Anodenstrom wird über eine Sekundärwicklung
179 des Transformators 178 geliefert. Die Gittersperrspannung wird von der negativen
Gittersperrspannung einer Gleichspannungsquelle 177 sowie von einem Gitterwiderstand
175 und den Charakteristiken der Rööre 172 bestimmt.
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Dieser Verstärkerkreis arbeitet wie folgt: Eine Gleichstromeingangsspannung
E 1 wird durch den Wandler 160 in eine proportionale Wechselspannung E 2 umgewandelt.
Diese Wechselspannung wird durch den Transformator 161 der Verstärkerröhre 165 zugeführt.
Die Phase dieser Wechselstromspannung hängt von der Polarität der dem Wandler zugeführten
Gleichspannung ab. Die verstärkte Wechselspannung wird der Röhre 172 des Relaisstromkreises
zugeführt, wodurch das Relais 176 erregt wird und seinen Anker anzieht. Die Klemmen
182 und 183 sind dann kurzgeschlossen.
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Im dargestellten Schaltschema sperrt die Röhre 172 negative Eingangsspannungen,
so daß in diesem Fall das Relais 176 seinen Anker losläßt. Werden die Anschlüsse
zur Sekundärwicklung 179 des Transformators 178 aber vertauscht, wirkt die Röhre
172 bei positiven Eingangsspannungen sperrend, so daß das Relais 176 bei negativen
Eingangsspannungen erregt wird. Eine solche Schaltung hat - wie bereits erwähnt
- der Verstärkerkreis 157 des Mengenreglers 118.
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Die in den Fig. 1 bis 4 beschriebene Anlage arbeitet weitgehend selbsttätig.
Zweckmäßigerweise sind aber die wichtigsten Reglerteile von Hand einstellbar. Dies
gilt insbesondere für den Schleifkontakt 123 des Gewichtsreglers 117 sowie für den
Schalter 132. Bei nachgefüllter Gießpfanne kann der Schleifkontakt 123 von Hand
wieder in die in F i g. 3 dargestellte Lage eingestellt werden, sofern keine ausreichende
Rückdrehung durch die erneute Gießpfannenbelastung (beispielsweise infolge ungenügender
Füllung) erfolgt ist.
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Fig.5 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die Kontakte zur Verbindung
der Spulen 26 und 27 mit ihren Spannungsquellen 240 und 244 mechanisch betätigbar
sind.
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Auf der Motorwelle 116 ist eine Nockenscheibe 231 mit einer Nut 238
einstellbar befestigt. Eine auf einem schwenkbaren Hebelarm sitzende Rolle 237 kann
in die Nut 238 einfallen. Am Hebelarm ist ein Kontakt 236 vorgesehen, der in flexibler
Verbindung mit einem zur Spule27 führenden Anschluß 239 steht. Der Kontakt 236 kommt
bei Eingriff der Rolle 237 in die Nut 238 zur Anlage an einen mit der Spannungsquelle
240 in Verbindung stehenden Gegenkontakt.
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Zu Beginn des Gießvorganges wird die Nockenscheibe 231 wie dargestellt
relativ zur Welle 116 so eingestellt, daß sich zwischen der Nut 238 und der Lage
der Rolle237 ein bestimmter Abstand befindet, der dem Gußblockgewicht entspricht.
Zur Einleitung des Gießvorganges wird ein Schalter 243 im Stromkreis der Spule 26
eingeschaltet, so daß der Stopfen 12 nach oben bewegt wird. Durch die abnehmende
Gießpfannenbelastung dreht sich die Motorwelle 16 so lange, bis die Rolle 237 in
die Nut 238 einfällt. Durch den dadurch geschlossenen Kontakt 236 wird die Spule27
erregt und der Abfluß der Gießpfanne verschlossen. Zusätzlich kann eine Vorrichtung
vorgesehen sein, die den Schalter 243 öffnet, wenn der Kontakt 236 geschlossen wird.
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Fig.6 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher eine mechanisch gesteuerte
Programmsteuerung vorgesehen ist, die der Programmsteuerung 145 nach F i g. 3 entspricht.
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Hier sind mit der Motorwelle 116 zwei Nockenscheiben 247 und 250
verbunden, die mit Nuten 262 und 271 zur Aufnahme von an schwenkbaren Hebelarmen
befestigten Rollen 261 und 270 versehen sind.
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Ferner ist mit der Motorwelle 116 der Tachogenerator 190 verbunden,
dessen Ausgang durch den Spannungsmesser 223 überbrückt ist.
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Die Hebelarme tragen Schalter mit jeweils zwei Kontakten 248, 249
und 251, 252, die dem Anschluß der Abgriffe von Spannungsteilern 258, 263 und 272
an den bereits beschriebenen Mengenregler 118 dienen. Den Spannungsteilern sind
Gleichspannungsquellen 256,264 und 274 zugeordnet. Ein gegebenenfalls mit einer
Fernsteuerung von Hand betätigbarer Schalter 260 dient der Einleitung des Gießvorganges.
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Zu Beginn des Gießvorganges werden die Nokkenscheiben relativ zur
Welle 116 so gedreht, daß sich die Rollen in einem Abstands, bzw. D2. zur jeweiligen
Nut befinden. Dabei ist der Abstands, größer als Dl, so daß die Kontakte 251 und
252 später als die Kontakte 248 und 249 betätigt werden.
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Wird der Gießvorgang durch Schließen des Schalters 260 eingeleitet,
so erfolgt er zunächst mit einer Geschwindigkeit, die durch den Spannungsteiler
258 bestimmt ist. Infolge der Gewichtsabnahme dreht sich die Welle 116 so weit,
bis die Rolle 261 in die Nut 262 der ersten Nockenscheibe 242 einfällt. Dadurch
wird der Kontakt 248 geöffnet, und der Kontakt 249 wird geschlossen, so daß nunmehr
der Spannungsteiler 263 seine Spannung zum Mengenregler 118 liefert, deren Differenz
zur Ausgangsspannung des Tachogenerators 190 für die Regelung - wie im Zusammenhang
mit F i g. 3 beschrieben -maßgebend ist. Durch den Eingriff der Rolle 261 in die
Nut 262 bleibt die Nockenscheibe247 jetzt in dieser Lage, und die Welle 116 dreht
sich über eine Rutschkupplung relativ zur Nockenscheibe 247.
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Wenn die Rolle 270 die Nut 271 der zweiten Nokkenscheibe 250 erreicht
wird der Kontakt 251 geöffnet
und der Kontakt 252 geschlossen,
so daß nunmehr der Spannungsteiler 272 am Ausgang dieser Steuervorrichtung liegt.
Der Spannungsteiler 272 bestimmt jetzt die Gießgeschwindigkeit.
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Zur Beendigung des Gießvorganges kann die in F i g. 5 dargestellte
Anordnung benutzt werden, d. h., es kann die Nockenscheibe 231 mit ihren zugehörigen
Kontakten ebenfalls noch auf der Welle 116 angebracht sein. Da die Strecke D größer
ist als die Strecke2, bestimmt auch diese Streckendifferenz den Bereich der dritten
Gießphase.
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Es ist aber auch möglich, die Anordnung nach F i g. 6 mit dem Gewichtsregler
117 nach F i g. 3 zu verbinden.
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Die in Fig. 1 schematisch angedeutete Fernsteuerung 59 kann dabei
zur Betätigung des Schalters 132 im Gewichtsregler 117 benutzt werden.
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Die erfindungsgemäße Anordnung kann darüber hinaus auch bei anderen
Gießvorrichtungen, beispielsweise bei Schwenkpfannen, Anwendung finden, wobei an
Stelle des Stopfens das Betätigungsorgan zum Schwenken der Pfanne gesteuert wird.