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DE1758657A1 - Verfahren und Einrichtung zum Giessen fluessiger Metalle in abgemessenen Mengen - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zum Giessen fluessiger Metalle in abgemessenen Mengen

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Publication number
DE1758657A1
DE1758657A1 DE19681758657 DE1758657A DE1758657A1 DE 1758657 A1 DE1758657 A1 DE 1758657A1 DE 19681758657 DE19681758657 DE 19681758657 DE 1758657 A DE1758657 A DE 1758657A DE 1758657 A1 DE1758657 A1 DE 1758657A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
signal
liquid
liquid level
pressure
filling channel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19681758657
Other languages
English (en)
Inventor
Hibbard William D
Clark James E
Rapp Bernard R
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Modern Equipment Co
Original Assignee
Modern Equipment Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Modern Equipment Co filed Critical Modern Equipment Co
Priority to DE19681758657 priority Critical patent/DE1758657A1/de
Publication of DE1758657A1 publication Critical patent/DE1758657A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D39/00Equipment for supplying molten metal in rations
    • B22D39/06Equipment for supplying molten metal in rations having means for controlling the amount of molten metal by controlling the pressure above the molten metal

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Description

M 2452
Dr.-lng. HANS RUSCHKf
D»pi.-ing. Hcii:z ; c-;jLAr*
BEfü.κι aj
Ausi.it> VIM.»π.. Ütrc-Ö* yj
Modern Equipment Company, Port Washington, Ozaukee County,
Wisconsin (VeSteveA»)
Verfahren und Einrichtung zum Gießen flüssiger Metalle in abgemessenen Mengen
Die Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Einrichtung zum Gießen von geschmolzenen Metallen. Obwohl es Gießeinrichtungen gibt, bei denen am oberen Teil eines geschlossenen Behälters Druckluft eingelassen wird, die das flüssige Metall aus dem Behälter verdrängt, so dass es in eine Form geleitet werden kann, so wurden diese älteren Gießeinrichtungen hauptsächlich von pneumatischen Mitteln gesteuert und waren auf verhältnismäßig lange Zwischenperioden zwischen den einzelnen Güssen beschränkt, um eine stabile Arbeitsweise zu erhalten.
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Sine solche ältere Einrichtung ist in der Patentschrift zum dem eigenen amerikanischen Patent Kr. 3 058 180. vom 16.Oktober 1962'beschrieben· Die pneumatische Steuereinrichtung nach diesem Patent wies bei den Gusszeiten Beschränkungen auf, die gekennzeichnet waren durch ein Hin- und Herpendeln des Flüssigkeitsspiegels im Ausfluss um die hohen und niedrigen Einstellpunkte herum, wenn der Guss in kürzeren Zeitperioden erfolgte. Wie sich gezeigt hat, kann eine pneumatische Steuereinrichtung nicht den gewünschten Grad von Teränderungemöglichkeiten erreichen, ohne zugleich bei dem Flüssigkeitsspiegel diese Unstabilitat einzuführen. Wie leicht einzusehen ist, kann die Menge des flüssigen Metalls für einen Guss nicht genau abgemessen werden, wenn der Flüssigkeitsspiegel schwankt, so dass die Menge des geschmolzenen Metalls in weiten Grenzen schwanken kann.
Bei dieser bekannten Einrichtung wird zum Regulieren des Flüssigkeitsspiegels ein Druck erzeugt, der den Flüssigkeitsspiegel im Ausfluss darstellt. Soll ein Suse erfolgen, ao schaltet eine Kontrolleinrichtung einen Bezugsdruck auf einen höheren Druck um, der einen hohen Einstellpunkt anzeigt, und es wird ein Zeitgeber in Betrieb gesetzt. Ist dieser Zeitgeber abgelaufen, so wird der Bezugsdruck auf einen niedrigeren Druck zurückgeschaltet, wodurch der Guss beendet wird.
Wegen der Trägheit der im Ausfluss befindlichen Flüssigkeit, der Expansion der Gase in der Kammer infolge der Erhitzung durch das geschmolzene Metall und wegen der Koaprimierbarkeit und der hohen Dichte des Gases war es nicht möglich, alt Hilfe einer
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pneumatischen Kontrolleinrichtung einen stabilen Flüseigkeiteeple«- gel bei kürzeren Gusszeiten aufrechtzuerhalten. Die unstabilen Strömungen bei raecher aufeinander folgenden CHI··«! bewirkten
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ungenaue Dosierungen, und da ein genauer Guss außerordentlich wichtig i&t, so wurden die Zwischenzeiten verängert, um die erforderliche Stabilität zu erreichen.
Diese ältere Einrichtung weist noch den weiteren Kachteil auf, dass der l''lünoigkeitsspie£el im Ausfluss entsprechend der verhältnismäßig langsamen Ansprache der pneumatischen IuMitrollein richtung bis auf den Einstellpunkt erhöht wird.
Bei der Einrichtung nach der Erfindung erzeugt ein Flüssigkeitsspiegeldetektor ein elektrisches Signal, das die Höhe des Flüssigkeitsspiegels im Ausfluss darstellt, und dieses Signal wird zu einem integrierenden Verstärker geleitet. Dieser Verstärker empfängt ferner ein Bezugssignal, das entweder ein Bezugscignal für einen niedrigen Einstellpunkt ist (wenn die Anlage sich im normalen Betriebszustand befindet und kein Guss erfolgt), oder dao Signal ist ein Bezugssignal für einen hohen Einstellpunkt (während eines Gusses. Das Ausmaß der Änderung des Ausgangssignals des integrierenden Verstärkers ist eine Funktion der Differenz zwischen den beiden Eingangssignalen. Wenn das Flüssigkeitsspiegelsignal im normalen Betrieb von dem Bezugssignal für den niedrigen Einstellpunkt abweicht, so wird eine entsprechende Druckänderung veranlasst, und der .Flüssigkeitsspiegel wird um den niedrigen Einstellpunkt herum im Ausfluss reguliert, der unterhalb der Lippe der Stauwand liegt.
Nachdem in die Gießpfanne eine genügende Menge geschmolzenen tetalls für einen ersten Guss eingetragen worden ist, wird die elektrische Kontrolleinrichtung in Betrieb gesetzt, und es wird in der Steuerschleife ein erstes elektrisches Signal erzeugt, das ein plötzliches Ansteigen des Druckes in der Kammer bewirkt, der den Flüssigkeitsspiegel im Ausfluss in sehr kurzer Zeit bis
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nahe an den unteren Einstellpunkt erhöhen solle Die restliche Anhebung des Flüssigkeitsspiegel bis zum unteren Einstellpunkt erfolgt entsprechend den Ansprachemerkmalen des integrierenden Verstärkers.
Soll ein Guss eingeleitet werden, so wird in der Steuerschleife ein zweites elektrisches Signal erzeugt, das ein plötz» liches Anteigen des Druckes bewirken soll. Dieser rasche Druckanstieg bewirkt, dass der Flüssigkeitsspiegel im Ausfluss über die Lippe der Stauwand hinaus bis zu nahe an den hohen Einstellpunkt erhöht wird. Zugleich wird der Bezugseingang für den integrierenden Verstärker auf ein Bezugssignal für den hohen Einstellpunkt umgeschaltet, so dass das Flüssigkeitsspiegelsignal mit diesen Bezugssignal für diesen hohen Einstellpunkt verglichen wird mit der Folge, dass der Flüssigkeitsspiegel vom integrierenden Verstärker bis zu diesem hohen Einstellpunkt erhöht und während des gesamten Gusses um diesen Einstellpunkt herum reguliert wird.
Die Verwendung von Schrittschaltsignal, um die Anlage sofort betriebsbereit zu machen und um einen Guss plötzlich einzuleiten, hat die Ansprechgeschwindigkeit sehr erhöht, ohne Unstabilitäten zu verursachen, die für ältere pneumatische Einrichtungen charakteristisch waren. M,a.W·, die Ansprechperkmale dee integrierenden Verstärkers werden durch die Erzeugung der Schrittschaltsignale nicht beeinflusst, so dass die Ansprechcharakteristik unabhängig vom Schrittschaltsignal eingestellt werden kann, um den erforderlichen Grad von Stabilität zu erreichen, ohne die einzelnen Betriebszeiten wesentlichen zu verkürzen.
Das Flüssigkeitsspiegelsignal wird ferner einem Funktionsgenerator zugeführt, der mit einem Signal in Beziehung gesetzt wird, das die Höhe der Stauwandlippe darstellt, welcher Generator
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ein Ausgangssignal erzeugt, das die Strömung der Flüssigkeit für die verwendete besondere Stauwand anzeigt« Das Ausgangssignal des Funktionsgenerators wird einer Spannungen in Frequenzen umwandelnden Einrichtung zugeführt, die ihrerseits einen voreingestellten Digitalzähler triggert. Der Digitalzähler integriert oder summiert
das Strömungssignal über die gesamte Gussperiode hinweg und enthält daher ein Signal, das das Gussvolumen anzeigt. Erreicht der Digitalzähler eine vorherbestimmte Zahl, die ein vorherbestimmtes Volumen für die Guss anzeigt, so erzeugt der Zähler ein Signal, das den Bezugssignaleingang des integrierenden Verstärkers auf das Be- Λ zugssignal für den niedrigen Einstellpunkt zurückschaltet, wonach die Kontrolleinrichtung eine Herabsetzung des Druckes bewirkt, so dass der Flüssigkeitsspiegel im Ausfluss, herabgeuetzt und der Guss beendet wirdo
Wird zum Einleiten eines Gusses das elektrische Schaltsignal der Kontrolleinrichtung zugeführt, so wird die Zwischenzeit zwischen den einzelnen Güssen wesentlich verkürzt, ohne dass die Stabilität verlorengeht, da der Flüssigkeitsspiegel fast sofort bis zu einer Höhe erhöht wird, die nahe am hohen Einstellpunkt liegt. Da fernerhin die meisten Kontrollfunktionen, sowohl die ( logistischen Funktionen als auch die Berechnung, mit Hilfe elektrischer Signale durchgeführt werden, im Gegensatz zu pneumatischen Signalen, wie bisher üblich, so spricht der Steuerteil der Einrichtung sofort an im Vergleich mit der Gusszeit, so dass die Kontrolloder Steuereinrichtung viel rascher auf Änderungen des Flüssigkeitsspiegels usw. ansprechen kann, wodurch eine größere Genauigkeit erreicht wird.
Außer den obengenannten Vorzügen kann mit der Einrichtung nach der Erfindung das Guββvolumen direkt und sofort gemessen
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und im Digitalzähler gespeichert werden, wodurch das Volumen des Gusses direkt bestimmt werden kann· Due Gusszeit kann in der Weise bestimmt werden, dass das Bezugssignal für den hohen Einstellpunkt einfach und unabhängig eingestellt wird, Ss kann daher die Zwischenzeit sowie die Gusszeit durch eine direkte Einstellung weiter verkürzt werden·
ferner ist die unter Druck gesetzte Kammer mit einer An* Ordnung von Ablassventileil versehen, wobei das Gas durch «in Ventil abgelassen werden kann, wenn der Flüssigkeitsspiegel höher ist als das Bezugssignal anzeigt» das aus dem integrierenden Verstärker empfangen wird. Übersteigt jedoch diese Differenz einen vorherbestimmten Grenzwert, so wird ein zweites, größeres Ablassventil geöffnet und damit eine größere Lenge Sas abgelassen·
Es ist ferner ein Abweichungsverstärkerkreis vorgesehen, der das Flüssigkeitsspiegelsignal empfängt und ein Abweochungssignal erzeugt, das die Höhe des Flüssigkeitsspiegels oberhalb eines Binstellpunktes anzeigt, der den Bezugspunkt darstellt«
Das Abweichungssignal kann verhältnismäßig stark erzeugt werden im Vergleich zum Ausgangssignal des integrierenden Yerstärkers, so dass es dieses letztgenannte Signal unter gewissen umständen übersteuert, wobei die Trägheit der Flüssigkeit und die rasche Expansion der Gas« in der Kammer kompensiert wird·
Die Erfindung wird nunmehr ausführlich beschrieben. In den beiliegenden Zeichnungen ist die fig»1 ein Blockschaltbild der Kontroll- oder Steueranlage nach
der Erfindung, Fig·2 eine graphische Darstellung des Flüssigkeitsspiegel im
Ausfluss als Funktion der Zeit und als Folg· gewisser Merkmale der Erfindung,
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Fig«3 eine schematische Darstellung der Stauwand und des hohen sowie de:' niedrigen Einstellpunktes in bezug auf die
Lippe der Stauwand und die
iit;o4 eine etwas ausführlichere Übersicht über die in der iigd als Blockachaltbild dargestellte Einrichtung nach der Erfindung«
Obwohl die Einrichtung na ei: der Erfindung zum Gießen von allen Flüssigkeiten in vorherbestimmten Lengen benutzt werden kann, so wird die Erfindung im Zusammenhang mit einer Einrichtung zum Gießen von geschmolzenen ketallen beschrieben, die das bevorzugte Anwendungsgebit der Erfindung darstellt. Einige bei der Einrichtung benutzten Schaltungselemente sind an 3ich aus der Technik der Elektronik bekannt und werden daher nur soweit beschrieben, wie es zum Verständnis der Erfindung erforderlich ist»
Die Fig.1 zeigt einen Behälter 10 für das flüssige Metall, der aus einem Tiegel 11, einer den Tiegel 11 oben abschließenden Haube 12 besteht, die oberhalb der Metallschmelze 14 eine Kammer 13 bildet. Ferner ist ein Einfüllkanal 15 und ein Abfüllkanal 16 vorgesehen. Die beiden genannten Kanäle stehen mit dem unteren Teil des Tiegels 11 in Verbindung. Durch die Haube 12 ist eine Leitung 17 zum Einlassen von Luft oder Gas hindurchgeführt, durch die ein unter Druck gesetztes Gas in die Kammer 13 eingelassen werden kann. Der Einfüllkanal 15 ist am oberen Teil 18
zur Aufnahme des geschmolzenen Rietalls aus einem Ofen oder dergleichen erweitert.
Der Abfüllkanal 16 ist mit einer Stauwandung 19 mit einer Lippe 20 versehen, die den höchsten Punkt bestimmt, bis zu dem die Metallschmelze im Abfüllkanal 16 ohne auszufließen ansteigen kann. Das über die Lippe 20 ausfließende flüssige Metall wird
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in eine nicht dargestellte Form gegossen. In der obengenannten Patentschrift sind weitere Einzelheiten des Tiegels und der zugehörigen Einrichtungen beschrieben.
Im oberen Teil des Abfüllkanals 16 ist ein keramischer Schwimmer 25 angeordnet, der auf dem geschmolzenen Metall schwimmt, und der widerstandsfähig gegen die starke Hitze ist. Der Schwimmer 25 steht über einem Arm 26 mit einer Pegeldetektorschaltung 27 in Verbindung. Die Pegeldetektorschaltung 27 erzeugt ein elektrisches Signal, das die Höhe des Spiegels der Metallschmelze im Abfüllkanal 16 anzeigt.
Der Ausgang der Pegeldetektorschaltung 27 zum Signaleingang eines IntegrationsVerstärkers 28 geleitet. Der Verstärker 28 empfängt einen Bezugseingang über eine Schalteinrichtung 29 in Form eines einen niedrigen Einstellpunkt darstellenden Bezugssignals 30 oder eines einen hohen Einstellpunkt darstellenden Bezugssignals 31· Der Integrationsverstärker 28 erzeugt ein Ausgangssignal, dessen Änderungsgeschwindigkeit die Differenz zwischen dem aus der Pegeldetektorschaltung 27 empfangenen Signal und dem aus der Schalteinrichtung 29 empfangenen Bezugssignal darstellt, und da die Arbeitsweise der Schalteinrichtung 29 ein wichtiges Merkmal der Erfindung darstellt, so wird sie später noch ausführlich beschrieben. Der Ausgang des Integrationsverstärkers 28 wird zum Eingang eines SummierungsVerstärkers 32 geleitet, der eine Strom in Druck umwandelnde Einrichtung'in Betrieb setzt.
Diese Umwandlungseinrichtung 33 wandelt das aus dem Summierungsverstärker 32 empfangene elektrische Signal in ein entsprechendes pneumatisches Drucksignal um. Dieses pneumatische Druck» signal wird zu einem Einlassventil 34 und zu einem Ablassventil 35 geleitet. Ist der von der Umwandlungseinrichtung 33 erzeugte Druck
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größer als der Druck in der Kammer 13, so stellt das Einlassventil 34 eine Verbindung mit einer Druckluftquelle 36 her» Ist dagegen der Druck in der Kammer 13 größer als der von der Umwandlungsein-· richtung 33 erzeugte Druck, so wird das Ablassventil 35 geöffnet und das Gas aus der Kammer in die Umgebungsluft abgelassen, wobei der Druck in der Kammer abgesenkt wird.
Zu Beginn wird ein Schaltungskreis 37 für einen unter Druck gesetzten Tiegel mit dem Steuereingang der Schalteinrichtung 29 sowie mit einem Generator 38 verbunden, der ein Schaltsignal für einen niedrigen Einstellpunkt erzeugt. Der Ausgang des Signalgenerators 38 wird zu einem Eingang des Summierungsverstärkers 32 geleitet. Sin " Gusseinlei tungs-11 Schal tungskreis 39 wird mit einem Steuerleiter der Schalteinrichtung 29 verbunden, wobei eine Steuerung in einer noch zu beschreibenden Weise bewirkt wird. Der Ausgang des Gusseinleitungsöchaltungskreises 39 erzeugt ferner ein Gusseinschaltsignal 40, das zum Eingang des Summierungsverstärkers 32 geleitet wird«
Der Ausgang der Pegeldetektorschaltung 27 wird zum Signaleingang eines Funktionsgenerators 41 geleitet, dessen Bezugseingang aus einem Stauwand bezugssignalschaltungskreis 42 empfangen wird. Der Ausgang des Funktionsgenerators 41 betreibt einen Konverter 43, der eine Spannung in eine Frequenz umwandelt, und der Ausgang des Konverters 43 betreibt den Eingang eines voreingestellten Digitalzählers 44. Der Ausgang des Digitalzählers 44 wird dem Steuereingang der Schalteinrichtung 29 zugeführt, und diese wird vom Gusseinleitungsschaltungskreis 39 zurückgestellt. Jäin Abweichungssignalverstärker 45 empfängt ferner den Ausgang der Pegeldetektorechaltung 27, und deren Ausgang steht mit dem Eingang des Integrationsverstärkers 28 in Verbindung, dessen
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Ausgang mit dem Eingang des Summierungsverstärkers 32 in Verbindung steht. Wie später noch beschrieben wird, besteht die Punktion des AbweichungssignalVerstärkers 45 darin, den Integrationsverstärker 28 unter gewissen Umständen zu übersteuern. Bs ist z.B. erwünscht, den Druck am Ende eines Gusses plötzlich herabzusetzen; jedoch bev/irkt die Arbeitsweise des Integrationsverstärkers 28 eine Verzögerung. In diesem Falle erzeugt der Abweichungssignalgerätärker 45 ein verhältnismäßig starkes Signal, das eine Herabsetzung des Druckes bewirkt. Dieses Abweichungosignal kann ferner eine Kompen-
. sation der Trägheit des Metalls und der sich rasch ausdehnenden Gase bewirken.
Bei der bevorzugten Ausführungsform wird eine Stauwand (ein Wehr) mit einem rechteckigen Querschnitt benutzt, wie in der i'ig.3 dargestellt, deren Lippe 20 sich oberhalb des niedrigen Einstellpunktes 47 befindet und zugleich unterhalb des hohen Einstellpunktes 48·
Nachdem in den Einlasskanal 15 eine genügende fcenge des geschmolzenen Metalls eingelassen worden ist, so dass die unteren Teile des Einfüllkanals 15 und des Abfüllkanals 16 verschlossen
) sind, kann die Einrichtung dadurch in Betriebsbereitschaft versetzt werden, dass die Haube 12 mit dem Körper 11 verschlossen wird· Hierbei wird die Kontroll- oder Steuereinrichtung in Betrieb gesetzt, Wird die Unterdrucksetzungsschaltung 37 betätigt, so verbindet die Schalteinrichtung 29 den Ausgang des das Bezugssignal für den niedrigen Einstellpunkt erzeugenden Generators 30 »it de· Bezugssignale ingang des IntegrationsVerstärkers 28 und setzt zugleich den Signalgenerator 38 in Betrieb, der das Schaltsignal für den niedrigen Einstellpunkt erzeugt, das dem Eingang des SuBunierungever-
32 stärkers zugeführt wird, der sofort einen Ausgang ändert und
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bewirkt, dass der Strom in Druck umwandelnde konverter 33 einen Drncka jsgan{; erzeugt. Dies ist in der Fige2 durch den steilen Aliall der mit Schaltsignal für den niedrigen Einstellpunkc bezeichneten Linie dargestellt^ die Größenverhältnis etw-^s übersteigert dargestellt sind.
Da in der Kammer der atmosphärische Brück herrscht, so wird das Einlassventil 34 geöffnet und aus der Druckgasquelle 36 eiv> unter Druck stehendes Gas in die Kammer 13 eingelassen, das das flüssige Metall im Körper 11 verdrängt, so dass der Flüssigkeitsspiegel im Abfüllkanal 16* ansteigt. Im Abfüllkanal 16 liegt jedoch der Flüssigkeitsspiegel unterhaln des niedrigen Einstellpunktes und steigt bis zum niedrigen Einstellpunkt an, wie durch die Linie 4-9 dargestellt, deren Neigung die Ansprache der Einrichtung darstellt. Da der Ausgang der Pegeldetektorschaltung 27 unterhalb des Pegels des Bezugssignals 30 für den niedrigen Einstellpunkt liegt, so setzt der Integrationsverstärlcer nach wie vor den
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Sumiuierungsverstärker in Betrieb, der eine weitere Druckerhöhung bewirkt. Wennder Spiegel der Metallschmelze sich dem niedrigen Einstellpunkt nähert, so nähert sich der Ausgang der Pegeldetektorschaltung 27 dem Bezugssignal 30 für den niedrigen Einstellpunkt, wobei sich das Ausmaß der Änderung des Ausganges des Integrationsverstärkers vermindert und anzeigt, dass der Druck weniger stark ansteigen soll·
Steigt nunmehr der Spiegel der Metallschmelze über den niedrigen Einstellpunkt hinaus an, so erzeugt die Pegeldetektorschaltung 27 ein Signal, das stärker ist als das Bezugssignal für den niedrigen üinstellpunkt, mit der Folge, dass der vom Konverter erzeugte Druck unter den in der Kammer 13 herrschenden Druck absinkt, so dass durch das Ablassventil 35 ein Teil des Gases aus der
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Kammer 13 in die Umgebungsluft abgelassen wird. Der Spiegel der Metallschmelze im Abfüllkanal 16 wird daher um den niedrigen Einstellpunkt herum geregelt.
Soll ein Guss durchgeführt werden, so wird der Gusseinleitungsschaltungslcreis 39 betätigt, wobei der Gussignalgeneratör 40 ein zweites Schaltsignal am Eingang des Summierungsverstärkers 32 erzeugt, der sofort eine plötzliche Erhöhung des Druckes in der Kammer 13 bewirkt. Dieser Vorgang ist in der Fig,2 durch den zweiten Abschnitt der mit "Gusschaltsignal" bezeichneten Kurve dargestellt. Der Spiegel der Metallschmelze im Abfüllkanal 16 wird daher plötzlich vom niedrigen Einstellpunkt aus zu einem nahe am hohen Einstellpunkt 48 gelegenen Punkt erhöht (Pig,3). Zugleich wird durch das Ausgangssignal aus dem Gusseinleitungsschaltungskreis 39 die Schalteinrichtung 29 so betätigt, dass diese dem Bezugseingang des Integrationsverstärkers 28 ein Bezugssignal für den hohen Einstellpunkt zuführt, so dass der Spiegel der Ldetallschmelze im Abfüllkanal 16 während des Gusses um den hohen Einstellpunkt herum geregelt wird.
Steigt der Spiegel der Metallschmelze im Abfüllkanal 16 über die Lippe 20 der Stauwand 19 hinaus an, so wird das Ausgangssignal aus der Pegeldetektoraclialtung 27 stärker als das Auegangesignal aus der Stauwandbezugssignalschaltung 42, und der Funktions generator 41 beginnt mit der Erzeugung eines Ausgangssignal·* Der Funktionsgenerator 41 erzeugt ein Ausgangssignal, das eine Funktion der Iifferenz zwischen dem aus der Pe^eldetektorschaltung 27 empfangenen Eingangssignal und dem aus der Stauwandbezugssignalschaltung 42 empfangenen Signal ist. Der Punktionsgenerator 41 errechnet die Strömungsmenge der über die Stauwand 19 ströeenden Metallschnelze, wobei die besondere Ausbildung des Funktions-
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&3nerator:-J 41 von der Ausgestaltung der otauwand abhängt.
Wie aus der Ilio.3 zu ersehen ist, wird vorzugsweise eine rechteckige Stauwand verwendet, für die die Strömungsmenge gleich, q a IQr' ist. Der !Funktionsgenerator 41 erzeugt eine Ausgangsspannung, die der Höhe der Spannung proportional ist, die am Signaleingang auftritt. Mit anderen Worten, Es ist
out "* *1 ^
wobei Y* gleich der Differenz zwischen dem Signal am Signaleingang und demjenigen Signal ist, das am Bezugseingang auftritt, während K1 die Proportionalitätskonstante der Stauwand ist. Solange das ä von der Stauwandbezugssignalschaltung 42 erzeugte Signal stärker ist als das von der Pegeldetektorschaltung 27 erzeugte Signal, erzeugt der Punktionsgenerator 41 kein Ausgangssignal. Der Punktionsgenerator 41 besteht aus einem herkömmlichen Analogfunktionsgenerator, der von der Ausgestaltung der Stauwand abhängig ist.
Der eine Spannung in eine Frequenz umwandelnde Konverter 43 besteht gleichfalls aus einer herkömmlichen Schaltung und erzeugt eine Momentanausgangsfrequenz, die der Amplitude der Eingangsspannung proportional ist (die aus dem Funktionsgenerator 41 empfangen wird).
Der Voreingestellte Digitalzähler 44 besteht gleichfalls gus einer herkömmlichen Ausführung und speichert eine voreingestellte Zahl sowie eine laufende Zahl für jede Prequenzperiode des Ausgangssignals des Konverters 43· Erreicht der laufend gespeicherte Zahlenwert den Wert der gespeicherten Zahl, so erzeugt der Zähler 44 ein Gussbeendungssignal, das die Schalteinrichtung 29 betätigt, so dasa dieee eine Zurückechaltung in den Ausgangszustand bewirkt, bei dem das Ausgangssignal des das Bezugssignal für den niedrigen Binstellpunkt erzeugenden Generatore 30 dem Bezugseingang des
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Integrationsverstärkers 28 zugeführt wird. Hierdurch wird der Druck im Tiegel plötzlich herabgesetzt, wie durch die negativ abfallende Linie in der Fig·2 dargestellt ist» und der Spiegel der Metallschmelze im AbfUllkanal 16 sinkt ab und wird um den niedrigen Einstellpunkt herum geregelt.
Diese plötzliche Herabsetzung des Druckes wird weiterhin von der Wirkung des Abweichungssignalverstärkers 45 gefördert, der rascher anspricht als der Integrationsverstärker 28 und eine Herabsetzung des Druckes bewirkt. Wie später noch beschrieben wird, spricht das Ablassventil 35 auf eine große Ungleichheit zwischen dem Ausgang des Strom in .Druck umwandelnden Konverters 33 und dem im Tiegel herrschenden tatsächlichen Druck an und öffnet zwei verschieden große Ventile, wobei der Guss plötzlich beendet wird.
Es wird an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass bei der Einrichtung nach der Erfindung die Wirkung infolge der elektrischen Signale für alle praktischen Zwecke sofort erfolgt, ohne dass die Stabilität verlorengeht, so dass der Spiegel der"Metallschmelze im Abfüllkanal 16 sehr genau geregelt werden kann. Weiterhin werden die bisherigen lästigen Veränderlichen bei der Bxpansion der erhitzten Gase in der Kammer des Tiegels, der Kompressionsfähigkeit des Gases und der großen Trägheit des flüssigen Metalls durch die außerordentlich rasche Ansprache der elektronischen Steuerschaltung zusammen mit der Ablassventilanordnung und der verschiedenen Kompensationsmöglichkeiten vermieden· Außerdem wird das Volumen direkt gemessen, und als Folge der allgemein linearen Ansprache der elektrischen Übertrager im Fegeldetektor erfolgt die Messung genauer.
Aus dem vorstehenden Teil der Beschreibung geht hervor,
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dass das genaue Volumen des Gusses ohne Schwierigkeiten bestimmt
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werden kann, und dass der Zeitpunkt des Gusses einfach durch Einstellen des Bezugasignals für den hohen Einstellpunkt bestimmt werden kann
Bei der Übersicht der Einrichtung nsch öer Fig.4 sind die im Handel erhältlichen Schaltungselemente symbolisch dargestellt, .-/ie aus der Figo4 zu ersehen ist, besteht der Pegeldetektor aus einem Potentiometer 50, dessen Schleifkontakt durch einen Arm mit dem mechanischen Schwimmer 25 verbunden ist, wie in der iligo4 durch die unterbrochene Linie 51 dargestellt·
Eine Bezugsstromquelle versorgt den Pegeldetektor 27, die Stauwandbezugssignalschaltung 42 und die Generatoren 30 und 31 für die Bezugssignale des hohen und des niedrigen Einstellpunktes mit Stronu Die Stromquelle selbst ist in der Pig.4 nicht dargestellt sondern nur die positive Klemme + V^ und die negative Klemme -Vtj β Die Anlage wird in den Zustand der Betriebsfähigkeit versetzt durch ein MBormal"-Helais 52 mit den normalerweise offenen Kontakten 52a und 52b, die mit der positiven und der negativen Klemme der Stromquelle V„ in Reihe geschaltet sind. Das Potentiometer 50 ist zwischen die Kontakte 52a und 52b geschaltet. An die Kontakte 52a und 52b ist ein gleiches Potentiometer 53 angeschlossen, das als Stauwandbezugssignalschaltung 42 wirkt, während der Schleifkontakt de3 Potentiometers mit dem Bezugseingang des Punktionsgenerators 41 verbunden ist.
An die Kontakte 52a und 52b sind ferner ein drittes und ein viertes Potentiometer 54 und 55 angeschlossen, welche Potentiometer die Bezugssignale für den niedrigen und den hohen Einstellpunkt erzeugen, wie später noch beschrieben wird.
Der Integrationsverstärker 28 wird durch einen herkömmlichen Verstärker 58 und einen Kondensator 59 dargestellt, welche
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Schaltungselemente parallelgeschaltet sind» Der Bezugsleiter des Verstärkers 58 ist geerdet, wie dargestellt.
Der Schleifkontakt de3 Potentiometers 50 steht über einen Retelwiderstand 60 mit dem Signaleingang des Verstärkers 58 in Verbindung. Obwohl der 7/ideratand 60 als einzelner Regelwiderstand dargestellt ist, so kann dieser selbstverständlich aus zwei Regelwiderständen bestehen, die einander nachgeschaltet sind, und mit denen eine Grob- und eine Peineinstellung des VerstärkungsgradeB des Verstärkers 58 durchgeführt werden kann»
Ein Gu&srelais 61 mit einem Satz normalerweise geschlos-
w sener Kontakte 61a, einem ersten Satz normalerweise offener Kontakte 61b und mit einem zweiten Satz' normalerweise offener Kontakte 61c wird von dem Ausgangssit;nal aus dem voreingestellten Digitalzähler 44 abgeschaltet. Die normalerweise offenen Kontakte 61b sind zwischen den Schleifkontakt des Potentiometers 55 und Erde geschaltet, während die normalerweise geschlossenen Kontakte 61a zwischen den Schleifkontakt des Potentiometers 54 und Erde geschaltet sind. Der Bezugsleiter des Verstärkers 58 wird daher entweder mit dem Schleifkontakt des Potentiometers 55 oder mit dem Schleif-
. kontakt des Potentiometers 54 über Erde verbunden, je nachdem das Relais 61 Strom erhalten hat oder nicht.
Erzeug der voreingestellte Digitalzähler 44 einen Auegangsimpuls, der anzeigt, dass ein vorherbestimmtes Volumen der Letallschmelze über die Stauwand geströmt ist, so wird das Gusarelais 61 abgeschaltet, und der Bezugseingang des Verstärkers 58 wird auf das Signal zurückbezogen, das am Schleifkontakt des Potentiometers 54 auftritt, nämlich auf das Signal für den niedrigen Einstellpunkt. Erhält das Gussrelais 61 Strom, so werden die Kontakte 61b geschlossen, während die Kontakte 61a geöffnet werden,
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san^s signal
wobei der Bezugseingang des Verstärkers 58 das Ausgangssignal vom Potentiometer 55 empfängt, das das Signal für den hohen Einstellpunkt ist.
Der Rückkopplungswiderstand 63 eines zweiten Verstärkers 62 ist zwischen den Ausgang des Verstärkers und dessen Signaleingang geschaltete Der Ausgang des Verstärkers 58 steht über einen Widerstand 64 mit dem Signaleingang des Verstärkers 62 in Verbindung, dessen Bezugseingang mit Erde verbunden ist. Der Verstärker 62 und der Widerstand 63 stellen den bereits beschriebenen Summierungsverstärker 32 dar0
Eine zweite Stromquelle, deren positiver Pol in der Fig»4 durch +V dargestellt ist, steht über die normalerweise offeiien Kobtakte 52c eines Relais 52 mit einem Kontakt eines Potentiometers
65 in Verbindung,, Der andere Kontakt de3 Potentiometers 65 ist geerdet, welches Potentiometer die bereits beschriebene Schaltung 37 zum Unterdrucksetzen des Tiegels darstellt. Ein Regelwiderstand
66 leitet das am Schleifkontakt des Potentiometers 65 auftretende Signal über einen Festwiderstand 67 zum Signaleingang des Verstärkers 62ο Die normalerweise offenen Kontakte 61c des Grus3relais 61 sind zum Regelwiderstand 66 parallelgeschaltet„
Der bereits beschriebene Abweichungssi^nalverstärker 45 besteht aus einem Verstärker 68, zu dem ein Festwiderstand 69 parallelgeschaltet ist. Der Signalleiter des Verstärkeru 68 steht über einen Widerstand 70 mit dem Schleifkontakt des Potentiometers 50 in Verbindung, während der Bezugseingang dieees Verstärkers geerdet iafc. Der Ausgang des Verstärkers 68 ateht über eine Diode 71 und einen Regelwiderstand 72 mit dem Signaleingang do« Verstärkers 62 in Verbindung. Ferner steht der Ausgang des Verstärkers 68 über eine Diode 73 und einen Strombegrenzungswiderstand mit Erde
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in Verbindung.
Der bereits beschriebene Druck-Konverter 33 besteht aus einem Kraftverstärker 74 und einem Kraftrelais 75· Der Kraftverstärker 74 empfängt das Ausgangssignal aus dem Verstärker 62 und betreibt ein herkömmliches Kraftrelais 75, das einen pneumatischen Druck erzeugt, der dem Eingangsstrom proportional iste
Die einander nachgeschalteten Ventile 76 und 77 sind zwischen der Druckluftquelle 36 und der Haube des Tiegels angeordnet. Beide Ventile 76 und 77 sind mit einer Membran versehen (bei dem Ventil 76 durch eine waagerechte Vollinie 76· dargestellt), und stehen mit einer Vorrichtung in Verbindung, die eine Hauptdruckluftströmung einleitet, wenn der Druck oberhalb der Membran höher ist als der Druck unterhalb der Membran. Wie aus der Pig«4 zu ersehen ist, wird der Druckausgang des Kraftrelais 75 zu den Ventilen 76 und 77 oberhalb deren Membrane geleitet, während die Hauptspeiseleitung als Bezugsleitung unterhalb der Membrane mit den Ventilen verbunden ist· Beide Ventile 76 und 77 sind normalerweise geschlossen und öffnen sich, wenn der vom Kraftrelais 75 erzeugte Druck höher ist als der betreffende Ausgangsdruck der Ventile 76 und 77, so dass in die Haube des Tiegels Druckluft eingelassen wird. Die Ventile 76 und 77 sind nacheinander in die Leitung eingeschaltet, um einen genügenden Drückabfall zwischen der Druckluftquelle und dem Tiegel zwecks guter Regulierung zu erzeugen.
Das bereits beschriebene Ablassventil 35 besteht aus zwei gesonderten Ventilen 78 und 79, die den Ventilen 76 und 77 gleichen. Der Druckausgang des Kraftrelais 75 wird den Ventilen 78 und 79 unterhalb deren Membrane als Bezugsdruck zugeführt, während der Druck in der Haube zu den Ventilen 78 und 79 oberhalb deren Membrane
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geleitet wird, </ird der Druck in der Haube stärker al η dor vom I,raftrolaio 7b erzeugte Druck, so öffnen sich die Ventile 73 und 79, wobei (MVJ der Haube Gas oder Luft in die Umgebungc] ui t ab;;o-1;·:: reu vdrd. Einer- der Ventile, ί,.Β« das Ventil 79 wird vorzugsweise ;:-3O eingestellt, dann es auf einen etwas höheren iJ.ruel' an-
j rieht .i],: dni- ai: Ί;γο Ventil; jedoch int der liauptkör] er d'-;; Vei^iln verbal tjiismäßig f.röiJer benn^ü-en, so das:; bei Auftreten ei»1-!1 'lefuhr oder bei Beendigung eines Gusses, in wele'oi;: PhHe der Druckunterschied groß ist, das zweite Ventil ein« rar-: ehe ro Entlüftung- bewirkte Dieses Lierknial ist auch wichtig verei; -fer Zusammenarbeit mit den Abweichungsai^nalverstärker zum rarciien ™ Ecendeii eines Gu::see, wodurch eine größere Genaui,'?i;ei 1 und eine «Viederliolbarkeit der Errebnii ye erhielt v.irdc Be; sere hr -ebnisne werden "ferner noch dadurch erhalten, wen;: die Ventile einstellbar sind, d.h., wenn die V/eite des Durchlasses vcn den. Druckunterschied an der laeinbran verändert werden kann»
Obwohl, die beschriebenen besonderen Schaltungselemente durch verschiedene, an sich bekannte gleichwertige Schaltungselemente ersetzt werden können, so hat sich doch geneigt, dass gewisse Schaltungselemente wichtige Vorzüge für die Ansprache der Einrieb.- , tung aufweisen. Im besonderen stellt der Verstärker 58 zusammen mit dem Rückkopplxingskondensator 59 einen Integrationsverstärker dar, dessen Änderung der Ausgangsspannung proportional der Differenz zwischen der Spannung am Signaleingang und am Bezugseingang ist. D.Iu, es ist eine Druckänderung erwünscht, die proportional der Differenz zwischen der tatsächlichen Höhe und der gewünschten Höhe des Spiegels der Metallschmelze im Abfüllkanal ist. Der Regelwiderstand am Signaleingang des Integrationsverstärkers, der dar; Pegelsi,:Ttial weiterleitet, ist außerdem insofern von Ilutsen, a]r, er
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eine unabhängige Einstellung der Verstärkung der Einrichtung ermöglicht.
ferner stellt das Potentiometer 53 ein geeignetes Mittel zum Einstellen des Stauwandbezugssignals dar, d«h·, des Bezugssignals, auf dem der Punktionsgenerator 41 arbeitet. Das Gussvolumen kann mühelos dadurch bestimmt werden, dass die Zahl eingestellt ■ wird, bei der der voreingestellte Digitalzähler 44 das Gussrelais" 61 abschaltet« Die Gussgeschwindigkeit, die von der Höhe der Metallschmelze über der Stauwand bestimmt wird, kann durch Einstellen des Potentiometers 55 verändert werden.
Nunmehr wird die Arbeitsweise der Schaltung kurz beschrieben. Das "Normal"-Relais 52 wird mit Strom versorgt und führt über dessen Kontakte 52a und 52b den Potentiometern 50, 53» 54 und 55 die Bezugsspannung Vß zu. Zugleich erhält das Potentiometer 65 über die Kontakte 52c Strom, und dem Signaleingang des Verstärkers 62 wird vom Schleifkontakt des Potentiometers 65 aus eine Schaltfunktionsspannung mit einer vorherbestimmten Amplitude zugeführt. Im Kraftverstärker 74 wird daher ein Schaltstrom verstärkt, und vom Relais 75 wird ein erhöhter Druck erzeugt, der den Spiegel der Metallschmelze im Abfüllkanal 16 bis nahe an den unteren Einstellpunkt heranführt. Dies ist in der Pig.2 als Signal für den niedrigen Einstellpunkt dargestellt. Da das Gussrelaie zu dieser Zeit stromlos ist, so leiten die normalerweise geschlossenen Kontakte 61a das Ausgangssignal aus dem Potentiometer 54 zum Bezugsleiter des Verstärkers 58 weiter, und die Einrichtung sucht den Spiegel der Metallschmelze um den niedrigen Einstellungspunkt herum zu regeln. Wie in der Pig.2 dargestellt, steigt der Spiegel der Metallschmelze bis zum unteren Einstellpunkt längs der Linie 49 an, die eine viel geringere Neigung aufweist als die Schalt-
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funktion für den niedrigen Einstellpunkt..
Erhält das Gussrelais 61 Strom, so werden die normalerweise geschlossenen Kontakte 61a geöffnet und die normalerweise · offenen Kontakte 61b geschlossen, so dass der Bezugseingang des Verstärkers 58 nunmehr das stärkere Signal aus dem Potentiometer 55 empfängt, und die Einrichtung stellt sich auf die Regelung um den hohen Einstellpunkt herum ein. Es wird darauf hingewiesen, dass das Gussrelais 61, wenn es Strom erhält, den Digitalzähler 44 zurückstellt und durch Schließen der Kontakte 61c den Regelwiderstand 66 kurzschließt. Hierbei wird ein zusätzlicher Stromstoß f im elektrischen Teil der Kontrolleinrichtung und ein zusätzlicher Druckstoß in der Haube erzeugt, wobei die Metallschmelze im Abfüllkanal rasch auf eine Höhe kurz unterhalb des hohen Einstellpunktes gebracht wird (Fige2)e Der hohe Einstellpunkt wird entsprechend der Ansprachecharakteristik der Einrichtung erreicht. Hat der Digitalzähler 44 die vorgingesteilte Zahl erreicht, die den Guss eines vorherbestimmten Volumens der Metallschmelze anzeigt, so erzeugt der Digitalzähler ein Signal, das das Gussrelais 61 abschaltet, so dass die normalerweise offenen Kontakte 61b geöffnet , sind, während die normalerweise geschlossenen Kontakte 61a geschlossen sind, so dass das dem Verstärker 58 zugeführte Bezugssignal das untere Signal ist·
Da die Kontakte 61a nunmehr geschlossen sind, so entspricht der dem Abweichungssignalverstärker (dem Verstärker 68) zugeführte Bezugseingang dem niedrigen Sinstellpunkt. Wie bereits erwähnt, wird der Abweichungssignalverstärker als ein wichtiges Merkmal der Erfindung angesehen, mit dem der Spiegel der Metallschmelze sehr rasch abgesenkt werden kann. Dies ist eine Felge des Umstandea, dass der Abweichungssignalverstärker auf einen höheren
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Verstärkungsgr§d eingestellt ist als der IntegrationsverVfärker, und dessen Ansprachezeit ist viel kürzer. Der Kondensator 29 weist üblicherweise einen verhältnismäßig hohen Wert auf und muss entladen werden, bevor der Integrationsverstärker ansprechen kann· Andererseits weist der Abweichungssignalverstärker an sich keine Verzögerung auf, so dass er den Guss plötzlich beendet, wie in der Fig·2 durch die negativ geneigte linie dargestellt ist. Im normalen Betrieb sinkt dann der Spiegel der Metallschmelze auf den niedrigen Einstellpunkt wieder ab.
Die mit dem Ausgang des Abweichungssignalverstärkers verbundene Diode 71 wirkt als Sperrdiode, und der Abweichungenignalverstärker hat auf die Arbeit der Einrichtung nur eine verngchlässigbar kleine Wirkung, sofern nicht der Spiegel der Metallschmelze sehr viel höher liegt (in bezug auf zulässige Schwankungen) als vom Bezugssignal für den Einstellpunkt bestimmt. Weiterhin wird der Ausgang des AbweiohungsSignalverstärkers von der Diode 73 und dem Begrenzungswiderstand zu Erde abgeleitet um zu sichern, dass der Verstärker in allen den Fällen wirkungslos bleibt, wenn der Spiegel der Metallschmelze sehr viel tiefer liegt als der Einstellpunkt, der von dem zurzeit wirksamen Bezugssignal bestimmt wird. In diesem letztgenannten Falle werden die Schaltgeneratoren für den niedrigen und den hohen Einstellpunkt wirksam·
Für das kurzzeitige Beenden eines Cusses ist ferner noch die Anordnung der Ablassventile 78 und 79 von lutzen, die sich beide öffnen, um den Druck in der Kammer herabzusetzen.
Nachstehend werden noch einmal die Vorzüge der einzelnen Schaltungselemente sowie die Hauptmerkmale der Erfindung kurz beschrieben.
1) Das Schaltsignal für den niedrigen Einstellpunkt
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und das Schaltsignal für den Guss (oder den hohen Einstellpunkt) sind von der Einrichtung unabhängig und beeinflussen nicht die Stabilität der Einrichtung,» Diese Signale werden in die oteuerschleife eingeführt, nachdem der Integrationsverstärker von den Signalen isoliert worden ist. Es kann entweder die Ansprachecharakteristik der Einrichtung (deh. der Verstärkungsgrad des Integrationsverstärkers) oder die Amplitude der Schaltsignale ohne Nebenwirkung gesondert eingestellt werden. Hierdurch werden die bei älteren Einrichtungen auftretenden Schwierigkeiten vermieden, die eine Folge der Schwankungen der Spiegels der Metallschmelze bei kürzeren Zwischenzeiten waren. Es wurde bei der Einrichtung nach der Erfindung eine Verkürzung der Zwischenzeiten im Vergleich zu den älteren pneumatischen Einrichtungen im Verhältnis von 5 : 1 erreich t.
2) Ein Guss kann sehr kurzzeitig mit Hilfe des Abweichungssignalverstärkers beendet werden, der den Integrationsverstärker übersteuert, und ferner sind in diesem Falle die beiden parallelgeschalteten Ablassventile von großem Nutzen, die einstellbar sind und verschieden große Ventilkörper aufweisen und ferner auf verschiedene Drücke ansprechen.
3) Die Strömungsmenge eines Gusses wird für die benutzte besondere Stauwand direkt gemessen, wobei die integrierte Strömung das Volumen eines Gusses bestimmt. Ist ein vorherbestimmtes Volumen erreicht, so spricht die Einrichtung selbsttätig an und beendet den Kuss sofort.
4) Das Schaltsignal für den niedrigen Einstellpunkt versetzt die Einrichtung in den Zustand der Betriebsfähigkeit, ohne in die Steuerung eine !Instabilität einzuführen.
5) Die sofortige Ansprache des elektronischen Teiles
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der Steuereinrichtung wirkt den pneumatischen Steuermitteln nicht entgegen und erzeugt auch keine Unstabil!tat.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Erfindung können von Sachkundigen im Rahmen des Erfindungegedankens Änderungen, Abwandlungen und Ersetzungen vorgenommen werden· Die Erfindung selbst wird daher nur durch die beiliegenden Patentansprüche abgegrenzt.
Patentansprüche
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Claims (1)

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Patentansprüche
1. Einrichtung zum Gießen vorherbestimmter Mengen einer Flüssigkeit durch Abmessung dee Volumens, gekennzeichnet durch einen Behälter mit einer Innenkammer, die die Flüssigkeit aufnimmt, und mit einem Abfüllkanal, der eine Lippe aufweist, über die die Flüssigkeit während eines Gusses hinwegfließt, durch eine Druckeinrichtung, die mit der Kammer in Verbindung steht und in diese | ein unter Druck stehendes Gas einführt, das die Flüssigkeit durch den Abfüllkanal drückt, durch eine Pegeldetektoreinrichtung, die mit der Flüssigkeit in Verbindung steht und ein elektrisches Signal erzeugt, das den Flüssigkeitsspiegel im Abfüllkanal darstellt, durch eine Bezugsschaltung, die ein erstes elektrisches Bezugssignal erzeugt, das einen unterhalb der Lippe gelegenen Flüssigkeitsspiegel im Abfüllkanal anzeigt, und die ein zweites elektrisches Bezugssignal erzeugt, das einen oberhalb der Lippe gelegenen Flüssigkeitsspiegel im Abfüllkanal anzeigt, durch eine Schalteinrichtung, die die beiden genannten elektrischen Bezugssignale empfängt und wahlweise eines dieser Signale weiterleitet, durch eine Einrichtung, die das Flüssigkeitsspiegelsignal und das von der Schalteinrichtung gewählte Signal empfängt und die Druckeinrichtung so steuert, dass der Flüssigkeitsspiegel im Abfüllkanal so einreguliert wird, bis das Flüssigkeitsspiegeleignal gleich dem gewählten Bezugssignal ist, durch eine erste Einrichtung, die die Schalteinrichtung so steuert, dass diese das zweite Bezugssignal weiterleitet, wenn ein Gues durchgeführt werden soll, durch eine Signaleinrichtung, die zum Einleiten eines Gusses dem von der Schalteinrichtung
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weitergeleiteten zweiten Bezugssignal ein weiteres Signal hinzufügt, wobei der Flüssigkeitsspiegel im Abfüllkanal sofort auf eine über der lippe gelegene Höhe angehoben wird, und durch eine zweite Einrichtung, die das Flüssigkeitsspiegelsignal empfängt und die Schalteinrichtung so steuert, dass diese das erste Bezugssignal weiterleitet, wenn der Guss ein vorherbestimmtes Volumen erreicht hat.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte zweite Einrichtung zum Steuern der Schalteinrichtung Mittel aufweist, die das Flüssigkeitsspiegelsignal empfangen und ein Signal erzeugen, das die Strömung der Flüssigkeit über die Lippe darstellt, dass eine Einrichtung vorgesehen ist, die das Strömungssignal während eines Gusses empfängt und ein Summensignal erzeugt, das das Volumen des Gusses darstellt, und dass eine Einrichtung vorgesehen ist, die mit dem Summensignal in Verbindung steht und die Schalteinrichtung so umschaltet, dass diese das erste Bezugssignal weiterleitet, wenn das Volumensummensignal einen vorherbestimmten Signalwert erreicht, wobei die Drucksteuereinrichtung den Flüssigkeitsspiegel im Abfüllkanal auf eine unterhalb der Lippe gelegene Höhe einstellt, um den Guss zu beenden·
3β Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Erzeugen des genannten Strömungssignals aus einem Funktionsgenerator besteht, dass die Signalsummierungseinrichtung aus einem eine Spannung in eine Frequenz umwandelnden Konverter besteht, der das Ausgangssignal aus dem Funktionsgenerator empfängt und ein Signal erzeugt, dessen Frequenz die Amplitude des Signals aus dem Funktionsgenerator darstellt, dass eine
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Digitalsummierungseinrichtung mit Voreinstellung vorgesehen ist, die für jede Periode der Ausgangsfrequenz; des Spannung-Frequenz-Konverters eine Zahl speichert, wobei die Summierungseinrichtung das summierte Volumensignal speichert und ein Ausgangssignal erzeugt, das die Schalteinrichtung steuert, wenn ein vorherbestimmter Zahlenwert erreicht ist.
4f Einrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die der genannten ersten Einrichtung zugeordnet ist und die Schalteinrichtung so steuert, dass die Summierungseinrichtung zurückgestellt wird, wenn ein Guss eingeleitet wird. I
5· Einrichtung nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Regulieren des Druckes einen Integrationsverstärker aufweist, der das Flüssigkeitsspiegeisignal und das Ausgangssignal der Schalteinrichtung empfängt und ein Ausgangssignal erzeugt, dessen Änderungsgeschwindigkeit eine Funktion der Differenz zwischen den empfangenen Signalen ist, und dass an den Ausgang des Integrationsverstärkers ein Signal-Druck-Konverter angeschlossen ist, der ein Drucksignal erzeugt, das den Ausgang des Verstärkers darstellt und zum Steuern der genannten Druckeinrichtung dient.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Schaltung mit einem Abweichungssignalverstärker, der den Integrationsverstärker übersteuert, wenn das Flüssigkeitsspiegelsignal stärker ist als das Bezugssignal aus der Schalteinrichtung, wobei zur Drucksteuereinrichtung ein Signal geleitet wird, um den Druck in der genannten Kammer herabzusetzen.
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7· Einrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Summierungseinrichtung, die den Ausgang aus dem Integrationsverstärker empfängt und den Signal-Druck-Konverter in Betrieb setzt, und dadurch gekennzeichnet, dass die Signaleinrichtung, die zu Beginn eines Gusses ein zusätzliches Signal hinzufügt, einen Schaltsignalgenerator aufweist, der mit dem Eingang der Summierungseinrichtung verbunden ist und das Eingangssignal plötzlich ändert. ·
8, Einrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Schaltung, die wahlweise zu Beginn eines Gusses dem Eingang der Summierungseinrichtung ein zweites Kurzzeitsignal zuführt, wobei das Druckeingangssignal für den Signal-Druck-Konverter rasch verstärkt wird mit der Folge, dass der Flüssigkeitsspiegel im Abfüllkanal rasch auf die genannte Höhe unterhalb der Lippe abgesenkt wird ·
9· Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die das erste Bezugssignal erzeugende Einrichtung unabhängig einstellbar ist und den Flüssigkeitsspiegel unter die Höhe des Abfüllkanals absenkt, wobei die Einrichtung das Einführen großer Flüssigkeitsmengen in die Kammer ermöglicht.
10. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die das zweite Bezugssignal erzeugende Einrichtung unabhängig einstellbar ist und den Flüssigkeitsspiegel über den Abfüllkanal hinaus erhöht, wobei das Ausmaß der Strömung der Flüssigkeit während eines Gusses eingestellt werden kann.
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11, Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Druckeinrichtung aufweist ein erstes modulierendes Ablassventil zum Ablassen von Gas aus der Kammer, wenn der Druck in der Kammer stärker ist als der Druck, der von d er Steuereinrichtung gemeldet wird, und ein zweites modulierendes Ablassventil mit einem größeren Ventilkörper als das erste Ventil, das aus der Kammer Gas ablässt, wenn der Druck in der Kammer den Druckübersteigt, der von der Steuereinrichtung gemeldet wird, und zwar um einen vorherbestimmten Wert.
12. Einrichtung zum Gießen eines vorherbestimmten Volumens einer Flüssigkeit, gekennzeichnet durch einen Abfüllkanal, der mit einem Vorrat der Flüssigkeit in Verbindung steht, und der eine lippe aufweist, über die die Flüssigkeit während des Gusses hinwegfließt, durch eine Einrichtung zum Einstellen des Flüssigkeitsspiegels im Abfüllkanal, durch einen Funktionsgenerator, der mit der Flüssigkeit in Verbindung steht und ein Signal erzeugt, das die Strömungsmenge der während eines Gusses über die Lippe fließenden Flüssigkeit darstellt, durch eine Summierungseinrichtung, die das genannte Signal empfängt und ein Signal speichert, ( das das Volumen eines Gusses darstellt, und durch eine Steuereinrichtung, die die Einstelleinrichtung so steuert, dass der Guss beendet wird, wenn das von der Summierungseinrichtung gespeicherte Signal einen vorherbestimmten Wert erreicht.
13» Einrichtung nach Anspruch 12, daduroh gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Einstellen des Ftüsβigkeitsspiegeis eine Übertragungseinrichtung aufweist, die mit der Flüssigkeit in Verbindung steht und ein elektrisches Signal erzeugt, das den
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Flüssigkeitsspiegel im Abfüllkanal darstellt, dass eine Einrichtung mit einer Integrationseinrichtung vorgesehen ist, die ein Signal erzeugt, dessen Änderungsgeschwindigkeit eine Funktion der Difrerenz zwischen dem Flussigkeitsspiegelsignal und einem Bezugssignal ist, dass das Bezugssignal wahlweise aus einem ersten Signal besteht, das einen unterhall} der Lippe im Abfüllkanal gelegenen Flüssigkeitsspiegel darstellt, sowie aus einem zweiten Signal, das einen über der Lippe des Abfüllkanals gelegenen Flüssigkeitsspiegel darstellt, und dass eine Einrichtung vorgesehen ist, die das Ausgangssignal aus der Integrationseinrichtung empfängt und die Steuereinrichtung in Betrieb setzt.
14· Verfahren zum Gießen einer vorherbestimmten Menge einer Flüssigkeit aus einem abgeschlossenen Behälter, der mit einem Abfüllkanal versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit im Behälter durch ein unter Druck stehendes Gas plötzlich verdrängt und durch den Abfüllkanal zum Einleiten eines Gusses gedruckt wird, dass ein Signal erzeugt wird, das eine Funktion der Strömung des Gusses ist, dass das genannte Signal über die Zeit summiert wird, und dass der Druck des Gases auf die Flüssigkeit herabgesetzt wird, wenn das gespeicherte Signal einen vorherbestimmten Wert erreioht, wobei der Guss beendet wird·
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2624435A1 (de) * 1976-06-01 1977-12-22 Bbc Brown Boveri & Cie Verfahren zum dosierten vergiessen schmelzfluessiger metalle
DE2746799A1 (de) * 1976-10-18 1978-04-20 Pont A Mousson Verfahren und vorrichtung zur steuerung einer giesspfanne

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