DE2212652A1 - Vorrichtung zum austeilen geschmolzenen metalls - Google Patents
Vorrichtung zum austeilen geschmolzenen metallsInfo
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Description
Das Induktionsheizen ist bereits zum Schmelzen elektrisch leitender Metalle verwendet worden, die im allgemeinen in
einem Tiegel oder einem anderen Behälter eingeschlossen waren, der innerhalb der Windungen einer Induktionsheizspule angeordnet
war. Das Behältermaterial wird im allgemeinen ein hitzebeständiges Oxid oder ein anderes keramisches Material sein, das
mit dem geschmolzenen Metall nicht in nachteiliger Weise reagiert, um eine Verunreinigung des Endproduktes zu vermeiden. Es ist
auch bekannt, leitende Metalle mittels Vorrichtungen zum Induktionsheizen zu schmelzen, in denen eine Vielzahl von Induktionsspulen
verwendet wird, die entlang einer vertikalen Achse ausgerichtet sind und zwischen denen ein Raum gelassen ist, in
den eine Masse des leitenden Metalles während des Schmelzens schwebend gehalten wird und bei dem die Verwendung eines das
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Metall einsehließen_den Behälters vermieden wird. Die Stärke
eines Magnetfeldes, die benötigt wird, um das leitende Metall nach dem zuletzt genannten Verfahren schwebend zu halten, wurde
bisher als Hinderungsgrund für eine weite kommerzielle Anwendung angesehen.
Bei dem gegenwärtigen Verfahren zum Spritzgießen von Metallen, wie
Aluminium, Magnesium, Kupfer und Eisen sowie deren Legierungen, füllt man das geschmolzene Metall in eine Spritzgußmaschine mittels eines Schöpflöffels manuell ein und dies führt zu häufigem
Verschütten sowie zu urmeitlichen Eingüssen. Die Häufigkeit des Eingießens in eine Spritzgußmaschine variiert beim Schöpfen von
Handjebenfalls, wodurch die Qualität des Endproduktes nachteilig
beeinflußt werden kann. Auch im Interesse der Sicherheit wäre es erwünscht, anstelle der manuellen Handhabung des geschmolzenen
Metalles dieses automatisch an die Vorrichtung zum Formen auszuteilen.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung, die automatisch
abgemessene Quantitäten eines geschmolzenen Metalls aus einem durch einen Induktionsofen erhitzten Reservoir austeilt
und welche Einrichtungen umfassen kann, um neues Rohmaterial in das Reservoir einzufüllen, während der Ofen im Betrieb ist.
Das Reservoir ist innerhalb der Windungen einer Induktionsheizspule angeordnet, so daß ein magnetisches Feld dieser Spule
das Niveau des geschmolzenen Metalls von dem normalen Betriebsniveau aus anhebt, wenn der Induktionsspule eine zusätzliche
elektrische Leistung zugeführt wird, um so das geschmolzene Metall in eine AusgäbeJammer zu gießen, die in Verbindung mit
dem Reservoir steht. Schließlich ist eine Ausgabeeinrichtung vorgesehen, die das gesa_hmolzene Metall aus der Vorrichtung
austeilen kann, wenn die Ausgabekammer mit geschmolzenem Metall gefüllt ist. In der Vorrichtung wird eine übliche Einrichtung
zum Induktionsheizen angewendet, die über die für das Schmelzen des leitenden Metalles in dem Reservoir erforderliche Menge
hinaus ausreichend Energiekapazität aufweist, um das Magnetfeld zu erzeugen, das dazu verwendet wird, das geschmolzene Metall
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in die Ausgäbekammer zu gießen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Vorrichtung
einen Gußbehälter aus Zirkoniumdioxyd, der innerhalb der Windungen einer induktionsspulenspirale angeordnet ist, die
in einer im wesentlichen vertikalen Richtung mit dem hitzebeständigen Behälter ausgerichtet ist, wobei der Behälter ein Ausgaberohr aus Zirkoniumdioxyd enthält, das entlang der zentralen Vertikalachse
der Heizspule ausgerichtet ist und auf diese Weise konzentrisch mit Bezug auf den Behälter orientiert ist. Die Länge
des Ausgaberohres ist so gewählt, daß sein oberes Ende oberhalb des normalen Betriebsniveaus des geschmolzenen Metalls im Behälter
liegt, und das Rohr hat eine düsenartige öffnung an seinem unteren Endstück, in die eine zurückziehbare Verschlußstange aus
einem hitzebeständigen Material eingepaßt ist, und die zur Ausgabe des geschmolzenen Materials dient, nachdem das Rohr gefüllt worden
ist.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann
die Vorrichtung eine automatische Messung des Niveaus des geschmolzenen Metalles in dem Reservoir umfassen, ebenso wie eine
Einrichtung, um die Ausgabekammer aus der Vorrichtung wegzuziehen, sowie eine Einrichtung, um das Reservoir auszuleeren, wenn es
gewünscht ist, den Betrieb des Ofens zu unterbrechen. Insbesondere ist es vorteilhaft, eine automatische Anzeigeeinrichtung
in der Vorrichtung zu haben, die das normale Niveau des geschmolzenen Metalls in dem Reservoir bestimmt und dadurch zu jeder Zeit
sicher zu sein, daß ausreichend Metall verfügbar ist, um die Ausgäbekammer gänzlich zu füllen und daß man eine abgemessene
Menge des Metalls ausgeben kann. Obwohl eine solche Bestimmung auch visuell durchgeführt werden könnte, indem man ein Beobachtungsfenster
so anordnet, daß man das Reservoir des geschmolzenen Metalls beobachten kann, wird es bevorzugt, die Bestimmung automatisch
durchzuführen und so den gesamten Betrieb der Vorrichtung zu automatisieren. Und während es auch klar erkannt ist, daß
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ein voll automatischer Betrieb auch durch einfache Dimensionierung
der Reservoirkapazität erreicht werden kann, um eine gegebene Zahl von Ausgaben, gefolgt von einerjWiederanfüllung des Reservoirs
und einer Wiederholung des Ausgabezyklus zu handhaben, wird es doch als vorteilhaft angesehen, eine automatisch arbeitende
Einrichtung* zur Anzeige des Niveaus des geschmolzenen Metalls in der Vorrichtung zu haben, damit eine größere Verlässlichkeit
beim Betrieb sichergestellt ist. Die zusätzlich vorgesehene Einrichtung zur Herausnahme der Ausgabekammer vor einer Verfestigung
des geschmolzenen Metalls im Reservoir gestattet die Widerverwendung der Bestandteile beim nachfolgenden Betrieb.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Im einzelnen zeigen:
Pig. 1 einen vertikalen Schnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ausgeben geschmolzenen Metalls, und
Fig. 2 ebenfalls einen Querschnitt durch eine andere bevorzugte
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung, aus der geschmolzenes
Metall an eine Vielzahl von Geräten zum Formen ausgegeben werden kann, einschließlich Formen, eine Spritzgußmaschine
oder Formwalzen, wobei mit jeder Abgabe von geschmolzenem Metall aus der Vorrichtung eine abgemessene Menge des geschmolzenen Metalls
ausgeteilt wird. Auf diese Weise werden die verschiedenen, mit dem manuellen Gießen des Metalles mittels eines Schöpflöffels
verbundenen Unzuverlässigkeiten vermieden und es wird weiterhin möglich, die Gießoperation durch automatische Proeeßkontrolltechniken
zu steuern. Die vorliegende Vorrichtung ist insbesondere für das Spritzgießen «on Eisenmetallen geeignet, da bei den
extrem hohen Temperaturen, bei denen diese Metalle gegossen werden, auf Grund des korrosiven und thermischen Angriffes auf
die Materialien, die für die überführung des flüssigen Metalles
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vom Schmelzofen zum Werkzeug verwendet werden, eine Anzahl von
ernsten Schwierigkeiten auftritt» TJm die oben genannten ebenso wie- die anderen mit dem Gießen geschmolzener Metalle insbesondere
bei Eisenmetallen verbundenen Probleme weitestgehend zu vermeiden,
wurde eine Vorrichtung entwickelt, die von der Leistungsfähigkeit oder Geschicklichkeit einer Bedienungsperson hinsichtlich des
manuellen Gießens des Metalles unabhängig ist«
In Fig. 1 ist ein vertikaler Schnitt einer Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung gezeigt, die einen Induktionsheizofen umfaßt, um eine Reservoirmenge Metall zu schmelzen, die in
einem tiegelförmigen Behälter eingeschlossen ist und Einrichtungen
zum Ausgeben des geschmolzenen Metalles zu einem entfernt davon
angeordneten Formgerät aufweist, Die Ausgabekammer, von der aus
das Metall ausgegeben wird, ist zentral in dem Tiegel angeordnet,
so daß bei ansteigendem Niveau des ge-schmolzenen Metalles in
dem Behälter unter dem Einfluß eines erhöhten magnetischen Feldes,
dad durch die Heizspule erzeugt wird, ein gleichmäßiges überfließen des Metalles in die Ausgabekammer verursacht wird. Die
zentrale Anordnung der Ausgabeeinrichtung mit Bezug auf das Reservoir schafft weiterhin während des Gießens eine gleichmäßige
Temperatur in dem geschmolzenen Metall. Die Vorrichtung 10 zum Austeilen geschmolzenen Metalls, die in Fig. 1 in einer bevorzugten
Ausführungsform dargestellt ist, weist ein äußeres Gehäuse
12 auf, das die Form eines geschlossenen vertikalen Zylinders hat, der ein wegnehmbares Oberteil Ik aufweist und ein Bodenteil
16 hat, das eine zentiäjangeordnete Ausgangsöffnung 18 enthält.
Das Oberteil Ik ist lösbar an dem äußeren Gehäuse befestigt, um
einen Zugang zum Reservoir-Hohlraum in der Vorrichtung zu erleichtern, falls eine Reparatur oder eine Ersetzung der darin
befindlichen Seile erforderlich ist. Das äußere Gehäuse ist aus einem nicht-metallischen, hitzebeständigen Material,wie Asbest,
hergestellt, da es in enger Nachbarschaft zur Induktionsspule angeordnet ist und es eine unerwünschte Kopplung mit sich bringt,
wenn ein Metall oder ein anderes aufnahmefähiges Material ver-
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wendet wird. Andere rseits ist es erwünscht, daß ein Metallgehäuse
verwendet werden kann, wenn es in einem größeren Abstand von der Spule angeordnet ist oder in anderer Weise durch eine Barriere
vom Induktionsfeld abgeschirmt wird. Ein Gußtiegel 20 aus Zirkondioxyd
ist konzentrisch innerhalb des äußeren Gehäuses angeordnet und entlang der zentralen Vertikalachse der Vorrichtung ausgerichtet,
so daß ein ringförmiger Raum 22 zwischen der inneren Wand des Außengehäuses und der äußeren Wand des Tiegels existiert.
Der ringförmige Raum kann mit einem Inertgas gefüllt sein, was die Verunreinigung des geschmolzenen Metalles durch die umgebende
Atmosphäre verhindert. Eine konventionelle, wassergekühlte Induktionsheizspule 24 ist in die äußere Wand 5 des Tiegels 20 eingebettet,
um eine optimale Heizeffektivität hinsichtlich des Ofeninhaltes zu schaffen, wobei die Spule konzentrisch zu der zentralen
Vertikalachse ausgerichtet ist. Elektrische Zuleitungen 26 und 27 verbinden die Heizspule mit einem Hochfrequenzgenerator
28, der ausreichend elektrische Kapazität aufweist, um das normale Niveau des Metalles in dem Tiegel zu einer Höhe anzuheben,
bei der das Metall in die Ausgabeeinrichtung der Vorrichtung fließt. Eine Einrichtung zum Steuern der Energie ist mit dem
Hochfrequenzgenerator 28 wirksam verbunden, um die auf die Heizspule geleitete elektrische Energie zu variieren, und die
Steuereinrichtung kann aus einem üblichen Widerstand3kreis 29 bestehen, wie aus einer in Fig. 1 einfach in Blockdiagrammform
dargestellten rheostatartigen Steuerung.
Der Tiegel 20 der Vorrichtung umfaßt ein entfernbares Oberteil 30 und einen Zentralkörper 30', welcher auf dem Bodenteil 16
des äußeren Gehäuses 12 angeordnet ist. In einer zentralen öffnung 13 in dem Basisteil des Körpers 30' ist eine Hülse 33
untergebracht, die aus einem hitzebeständigen Material hergestellt wurde und die den Träger für die Ausgabeeinrichtung bildet, die
zum Ausgeben des geschmolzenen Metalles aus der Vorrichtung verwendet wird. Die Hülse umfaßt eine ventilartige Auflagefläche,
die im Zusammenhang mit der Ausgabeeinrichtung der Vorrichtung
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näher beschrieben wird. Ein hitzebeständiges Rohr 3** ist auf der
oberen Schulter 31 der Hülse 33 angeordnet und bildet einen Verschluß, der das Pliessen des geschmolzenen Metalles aus dem
Tiegel verhindert, sofern nicht eine hitzebeständige Verschlußstange 36 betätigt wird, die· mit der Auflagefläche der hitzebeständigen
Hülse in Berührung steht. Die Einrichtung zum Ausgeben des geschmolzenen Metalls aus der Vorrichtung umfaßt ein hitzebeständiges
Rohr 31I mit einem oberen Endstück 38 zum Eintritt
des geschmolzenen Metalles aus dem Tiegel 20 und ein untferes Endstück 40, welches mit einer düsenartigen Öffnung 42 endet.
Die Spitze der hitzebeständigen Verschlußstange 36 schließt die
Düsenöffnung durch einen Paßsitz in der Hülse 33, solange die Stange nicht nach oben weggezogen wurde. Ein ringförmiger Raum
44 exisitaert zwischen der äußeren Oberfläche der hitzebeständigen
Stange und dem inneren Durchmesser des hitzebeständigen Rohres 34 und definiert ein abgemessenes Volumen des geschmolzenen Metalles,
welches aus der Vorrichtung ausgegeben wird, wenn die Spitze 46 der Stange nicht mehr auf der Auflagefläche 48 der
Hülse aufsitzt. Die bewegbare Verschlußstange wird vertikal durch eine Luftzylindereinheit 50 weggezogen, die mit dem oberen Endstück
der Stange durch eine übliche Hebeeinrichtung 52 verbunden
ist und die ferner ein Gewicht 54 umfaßt, welches auf die Stange
eine mechanische Kraft nach unten ausübt, und so eine unbeabsichtigte Ausgabe von geschmolzenem Metall aus der Vorrichtung vermeidet.
Das Gewicht 54 ist verschiebbar auf einer Hülse 56 angeordnet,
die in dem Oberteil 14 des Außengehäuses befestigt ist. Das Oberteil 30 des Tiegels wird durch Anziehen von Gewindeschrauben
58 , die auf eine ringförmige Dichtung 60 wirken, auf die
Oberkante des Tiegelkörpers 3O1 gedrückt. In dem Oberteil 14 des
Gehäuses ist auch eine Einfüllöffnung 62 zur Zugabe des zu schmelzenden
festen Metalls direkt in den Tiegelhohlraum angeordnet, wobei der Ofen in Betrieb sein kann und diese Öffnung 62 ist durch
einen Deckel 64 verschlossen, sofern Rohmaterial nicht hinzugegeben wird und dieser Deckel 64 weist ein Sichtglas 66 auf, durch
das das Flüssigkeitsniveau in dem Tiegelhohlraum visuell beob-
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achtet werden kann. Wie bereits ausgeführt, verhindert das Abdichten
des Tiegelhohlraumes von der umgebenden Atmosphäre die Verunreinigung des geschmolzenen Metalles durch Oxidation, was einen
nachteiligen Einfluß auf die Reinheit des metallischen Endproduktes haben könnte. Die Zugabeöffnung kann auf übliche Weise mit dem Oberteil l4 verbunden sein oder durch eine' darin befindliche öffnung an dem Oberteil 30 des Tiegels befestigt sein. Ein*weiterer Durchgang durch das Oberteil 14 und das Oberteil 30 des Tiegels
ist für eine Leitung 70 vorgesehen, für die Einleitung von Inertgas 68 in den Tiegelhohlraum aus einer nicht dargestellten Quelle des speziell angewendeten Gases. Das Gas wird unter einem gegenüber dem Umgebungsdruck höheren Druck zugefügt und wirkt als Dichtung gegen den Eintritt der Atmosphäre durch die anderen öffnungen in der Vorrichtung.
nachteiligen Einfluß auf die Reinheit des metallischen Endproduktes haben könnte. Die Zugabeöffnung kann auf übliche Weise mit dem Oberteil l4 verbunden sein oder durch eine' darin befindliche öffnung an dem Oberteil 30 des Tiegels befestigt sein. Ein*weiterer Durchgang durch das Oberteil 14 und das Oberteil 30 des Tiegels
ist für eine Leitung 70 vorgesehen, für die Einleitung von Inertgas 68 in den Tiegelhohlraum aus einer nicht dargestellten Quelle des speziell angewendeten Gases. Das Gas wird unter einem gegenüber dem Umgebungsdruck höheren Druck zugefügt und wirkt als Dichtung gegen den Eintritt der Atmosphäre durch die anderen öffnungen in der Vorrichtung.
Im Betrieb wird eine Charge des zu schmelzenden festen Metalles in
den Tiegelhohlraum 72 eingeführt und mittels der Induktionsspule
zugeführter elektrischer Energie geschmolzen. Um den Betrieb dieser Vorrichtung mit einem Eisenmetall besser zu beherrschen, wurde ein Tiegel aus Zirkoniumdioxid mit einem inneren Durchmesser
von etwa 26,7 cm (10,5 inches) und einer Tiefe von etwa 30,5 cm
(12 inches) mit einer etwa 45 kg (100 pound) wiegenden Charge von Stahlpartikeln gefüllt, die rasch und gleichmäßig in etwa 30 Minuten geschmolzen wurden,- indem man etwa 25 bis 30 Kilowatt aus einem 100 kW-Hochfrequenzgenerator auf die Induktionsspule leitete. Nach dem Schmelzen der Eisenmetallcharge wurde die der Induktionsspule zugeleitete elektrische Energie auf ungefähr 100 kW gesteigert, woraufhin eine Vermischung in dem geschmolzenen Metall eintrat und die Höhe des Flüssigkeitsniveaus bis zu einem Punkt anstieg, bei dem das Flüssigkeitsniveau oberhalb des Eintrittsendstückes des Ausgaberohrs 34 aus Zirkoniumdoxid stand und über dieses hinwegfloß. Durch die Ausrichtung der zentralen Längsachse
des Ausgaberohres mit der zentralen vertikalen Achse der Vorrichtung ist es möglich, schnell den gesamten zur Verfügung stehenden Ringraum 44 in dem Ausgaberohr mit geschmolzenem Metall zu füllen und die Temperatur in der abgemessenen Metallmenge in diesem Rohr genau so hoch zu halten, wie die Temperatur des geschmolzenen
Metalles in dem Tiegelhohlraum, bevor diese aus der Vorrichtung
abgegeben wird. Die Zuführung elektrischer Energie zu der Induk-
zugeführter elektrischer Energie geschmolzen. Um den Betrieb dieser Vorrichtung mit einem Eisenmetall besser zu beherrschen, wurde ein Tiegel aus Zirkoniumdioxid mit einem inneren Durchmesser
von etwa 26,7 cm (10,5 inches) und einer Tiefe von etwa 30,5 cm
(12 inches) mit einer etwa 45 kg (100 pound) wiegenden Charge von Stahlpartikeln gefüllt, die rasch und gleichmäßig in etwa 30 Minuten geschmolzen wurden,- indem man etwa 25 bis 30 Kilowatt aus einem 100 kW-Hochfrequenzgenerator auf die Induktionsspule leitete. Nach dem Schmelzen der Eisenmetallcharge wurde die der Induktionsspule zugeleitete elektrische Energie auf ungefähr 100 kW gesteigert, woraufhin eine Vermischung in dem geschmolzenen Metall eintrat und die Höhe des Flüssigkeitsniveaus bis zu einem Punkt anstieg, bei dem das Flüssigkeitsniveau oberhalb des Eintrittsendstückes des Ausgaberohrs 34 aus Zirkoniumdoxid stand und über dieses hinwegfloß. Durch die Ausrichtung der zentralen Längsachse
des Ausgaberohres mit der zentralen vertikalen Achse der Vorrichtung ist es möglich, schnell den gesamten zur Verfügung stehenden Ringraum 44 in dem Ausgaberohr mit geschmolzenem Metall zu füllen und die Temperatur in der abgemessenen Metallmenge in diesem Rohr genau so hoch zu halten, wie die Temperatur des geschmolzenen
Metalles in dem Tiegelhohlraum, bevor diese aus der Vorrichtung
abgegeben wird. Die Zuführung elektrischer Energie zu der Induk-
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tionsspule wird nach dem Füllen des Ausgaberohres soweit vermindert,
daß die Hauptmenge des Metalles in dem Tiegel in geschmolzenem Zustand gehalten werden kann. Durch Auswahl von Zirkoniumdioxid
für den Bau des Tiegelbehälters sowie für die Ausgabekammer in der oben beschriebenen Vorrichtung kann ein Betriebsvorteil
erhalten werden, da das genannte keramische Material.durch den
geschmolzenen Stahl nicht benetzt wird. Insbesondere sind die Oberflächenspannungskräfte, die an der Berührungsfläche des geschmolzenen
Metalles mit der düse,nförmigen öffnung in der Ausgabeeinrichtung
vorhanden sind, ausreichend, solange eine Benetzung nicht stattfindet, um mit zu verhindern, daß das geschmolzene
Metall aus der Vorrichtung ausfließt. Zusätzliche Oberflächenspannungskräfte sind an der Berührungsfläche zwischen dem oberen Endstück
des hitzebeständigen Ausgaberohres und dem Betriebsniveau des geschmolzenen Metalles in dem Tiegelhohlraum vorhanden und
helfen mit, ein unbeabsichtigtes überfließen des Metalles in das Rohr zu verhindern, es sei denn, es wird zu ausgewählten Zeiten
die Ausgabe von geschmolzenem Metall aus der Vorrichtung gewünscht, Diese Kräfte können auch eine geringere Höhendifferenz zwischen
dem oberen Endstück des Ausgaberohres und dem normalen Betriebsniveau des geschmolzenen Metalles in dem Tiegelhohlraum gestatten,
und somit eine größere Verläßlichkeit bei der Ausführung der Erfindung mit sich bringen.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, deren vertikaler Querschnitt in Fig. 2 dargestellt ist, ist eine Einrichtung zum automatischen Mess-en des
Niveaus des geschmolzenen Metalles in dem Reservoir enthalten, ebenso wie Mittel, um die Bestandteile des Ausgaberohres zu entfernen,
während das geschmolzene Metall in dem Reservoir verbleibt. Die Vorrichtung 72 zum Austeilen geschmolzenen Metalles umfaßt ein
äußeres nicht-metallisches, hitzebeständiges Gehäuse 71* mit einem
vertikalen Zylinderteil 76, der durch eine obere Abdeckung 78 und eine Bodenabdeckung 80 eingeschlossen ist, wobei alle Bestandteile
durch lange Bolzen 82 zusammengehalten sind, die im Abstand voneinander durch den äußeren Rand der Abdeckungen geführt sind. Die
Bodenabdeckung 80 umfaßt eine zentrale öffnung 84, die einen
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Ausgang für die Ausgabe des geschmolzenen Metalles aus der Vorrichtung
schafft. Eine Induktionsheizspule 86 ist innerhalb des äußeren Gehäuses in gleicher Weise angeordnet, wie dies im Zusammenhang
mit der vorhergehenden Ausführungsform beschrieben wurde.
Ebenfalls in der bereits beschriebenen Weise ist innerhalb des äußeren Gehäuses ein hitzebeständiger Tiegel 88 mit einem zentralen
Hohlraum 90 angeordnet, der als Reservoir der Vorrichtung für eine Metallcharge dient. Das Ni^veau des geschmolzenen Metalles in der
Vorrichtung ist bei 92 gezeigt, um später die Wirkungsweise der
automatisch das Niveau anzeigenden Einrichtung der Vorrichtung zu erläutern. Die Tiegel 88 hat eine zentrale öffnung 94 in seinem
Basisteil, die mit der Ausgangsöffnung 84 in der Bodenabdeckung
der Vorrichtung ausgerichtet ist. Ein entfernbares oberes Teil 96 für den Tiegel gestattet die Ersetzung oder Beseitigung von Bestandteilen,
die in dem Reservoirhohlraum enthalten sind. Ein weiterer Zugang 98. zum Tiegelhohlraum gestattet das Nachfüllen von
festem Metall oder geschmolzenem Metall aus einem Hilfsreservoir in die Vorrichtung zusammen mit dem Zuführen eines reduzierenden
oder inerten Gases, um die Verunreinigung des geschmolzenen Metalles mit der umgebenden Atmosphäre zu vermeiden. Dieser Zugang
kann weiter mit einem Fenster 99 für eine visuelle Beobachtung .des
Ofeninhaltes während des Betriebes ausgerüstet werden,und außerdem
dicht benachbart eine Zuleitung für Spülgas haben, um das Beobachtungsfenster sauber zu halten. Ein Einlaßrohr 100, das für
diesen Zweck vorgesehen ist, führt zu einer Quelle für das reduzierende oder inerte Gas, das angewendet werden soll. Es ist eine
übliche Ventilverschlußeinrichtung 102 am Eingang 98 vorgesehen, um das Beobachtungsfenster zu versperren, wenn es nicht benutzt
wird.
Die obere Abdeckung 78 stellt auch den Träger für die Bestandteile
der Ausgabeeinrichtung in der Vorrichtung dar. Insbesondere wird ein Gehäuseteil 104 mit der oberen Abdeckung verbunden, der ein
Diaphragma 106 enthält, das durch eine Vakuumquelle betrieben wird, die mit dem Einlaß 108 verbunden ist, um die Verschlußstange
110 der Ausgabeeinrichtung vertikal wegzuziehen, wenn geschmolzenes Metall aus der Vorrichtung ausgeteilt werden soll. Die Ver-
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schlußstange steht in Berührung mit einer Gegenführungsfläche 112,
die in einer Hülse 114, wie bereits bei der vorigen Ausführungsform
beschrieben, angeordnet ist. Ein hitzebeständiges Ausgaberohr 116, das einen Hauptbestandteil der Ausgabeeinrichtung bildet, ist
zentral in dem Tiegelhohlraum angeordnet und mit der öffnung in dem Bodenteil des Tiegels ausgerichtet. Wie aus Fig. 2 ersichtlich,
sind das Ausgaberohr und die damit verbundene Hülse 114 in einem Ansatzrohr 118 angeordnet, welches eine Längseinstellung
des Ausgaberohres gestattet, um das ausgegebene Volumen geschmolzenen Metalles variieren zu können. Durch diese Art der Konstruktion
der Metallausgabeeinrichtung der Vorrichtung ist es auch möglich,die
gesamte Baueinheit aus Ausgaberohr 116, Hülse 114 und Ansatzrohr 118 wegzuziehen, bevor das geschmolzene Metall in dem
Reservoirhohlraum sich verfestigt, wenn der Ofen abgestellt wird. Insbesondere können die vorgenannten Teile der Ausgabeeinrichtung
an die Oberfläche gedrückt werden, da sie gegenüber dem geschmolzenen Metall aus weniger dichtem hitzebeständigem Material hergestellt
sind, sofern die Kraft, die durch die federbelasteten, hitzebeständigen Stäbe 120 ausgeübt wird und die physikalisch mit
dem oberen Endstück des Ausgaberohres 116 in Kontakt stehen, entfernt wird. Diese haltende Stangenstruktur besteht aus einer Vielzahl
von Stangen, die im gleichen Abstand voneinander auf dem Umfang des Ausgaberohres angeordnet sind und deren federbelastete
obere Endstücke in das entfernbare Gehäuseteil 104 eingelassen sind, das seinerseits an der oberen Abdeckung 78 des äußeren Gehäuses
befestigt ist. Das Gehäuseteil 104 ist an der oberen Abdeckung
des äußeren Gehäuses in üblicher Weise durch Flügelschrauben 124 befestigt.
Die Einrichtung 126 zum Anzeigen des Niveaus des geschmolzenen Metalles in der Vorrichtung umfaßt eine bewegliche Kontaktelektrode
128, die von der Abdeckung 78 des äußeren Gehäuses herabhängt
und mit einer festen Elektrode 130 über den elektrischen Stromkreis 132 zusammenarbeitet. Dieser elektrische Stromkreis
besteht aus elektrischen Leitern 134 und 136, die die genannten Elektroden mit einer Spannungsquelle I38, wie einer normalen Batterie,
und einem spannungsanzeigenden Gerät l40 verbinden, die in
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dem Stromkreis in Reihe geschaltet sind. Der Stromkreis ist geöffnet,
bis er durch den Kontakt der Oberfläche des geschmolzenen Metalles in dem Reservoirhohlraum mit der Elektrode 128 geschlossen
wird. Ein Herabsenken der Elektrode 128 wird durch einen Luftzylinder- 142 auf eine vorbestimmte Höhe ermöglicht und wenn dabei
der Stromkreis nicht geschlossen wird, wie.durch das spannungsanzeigende
Gerät l40 gezeigt,gibt dies einen Hinweis auf eine, für
das Füllen des Ausgaberohres 116 gemäß der vorliegenden Erfindung unzureichende Höhe des geschmolzenen Metalles in dem Reservoirhohlraum.
Der Luftzylinder ist auf der oberen Abdeckung 78 des
äußeren Gehäuses in konventioneller Weise befestigt, und öffnungen
in dieser Abdeckung ebenso wie in dem oberen Teil 96 des Tiegels
gestatten die. Betätigung der Kontaktelektrode. Eine konventionelle Einrichtung zur Lieferung von Energie und zum Steuern für die Induktionsheizspule
bei dieser Ausführungsform gestattet, wie bereits
bei der ersten Ausführungsform beschrieben, einen vollautomatischen
Betrieb der Vorrichtung.
Die Beschreibung gibt nur spezielle Konfigurationen für die erfindungsgemäße
Vorrichtung und es sind im Rahmen der Erfindung selbstverständlich noch weitere Ausführungsformen möglich. So
kann eine andere Ausgabekammer oder eine Vielzahl von Ausgabekammern in der Vorrichtung verwendet werden, um eine abgemessene
Menge des geschmolzenen Metalles aus der Vorrichtung in der oben beschriebenen Weise abzugeben.
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Claims (7)
1. Vorrichtung zur Ausgabe von geschmolzenem Metall, gekennzeichnet durch folgende Bestandteile:
"A) einen Induktionsofen mit einem eingeschlossenen Behälter für das geschmolzene Metall, der innerhalb der Windungen
einer Induktionsheizspule angeordnet ist,
B) eine Ausgabekammer, die innerhalb des Behälters angeordnet ist und einen EirLJ.aß oberhalb des normalen Niveaus des geschmolzenen
Metalles hat sowie einen Auslaß, um das geschmolzene Metall aus der Vorrichtung abzugeben und
C) eine Einrichtung sur Steuerung der der Induktionsheizspule
zugeführten elektrischen Energie, um dadurch das Niveau des geschmolzenen Metalles so weit zu heben, daß das Metall
in die Ausgäbekammer fließt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet
, daß sie eine Schutzatmosphäre in dem Behälter für das geschmolzene Metall enthält.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine Einrichtung aufweist, durch
die der Behälter während des Betriebes des Ofens gefüllt werden kann.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet
, daß sie eine Einrichtung aufweist, die das Niveau des geschmolzenen Metalles in dem Behälter anzeigt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet
, daß der Behälter für das geschmolzene Metall, der innerhalb, der Windungen einer Induktionsheizspule
angeordnet ist, geschlossen ist, wobei die Ausgabekammer eine rohrförmige Gestalt hat und zentral innerhalb des geschlosse-
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nen Behälters angeordnet ist und ein offenes Endstück oberhalb des normalen Niveaus des geschmolzenen Metalles aufweist, sowie
eine düsenförmige Öffnung am anderen Endstück des genannten
Rohres, die zur Ausgabe des geschmolzenen Metalles geöffnet werden kann.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein zurückziehbarer Verschluß in der
düsenförmigen Öffnung des Ausgaberohree angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine Einrichtung zum Herausnehmen
der Ausgabekammer aus der Vorrichtung umfaßt.
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is
Lee rseite
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