DE2319004B2

DE2319004B2 - Stopfenbetätigungseinrichtung für Gießpfanne

Info

Publication number: DE2319004B2
Application number: DE19732319004
Authority: DE
Inventors: Horst 4600 Dortmund Gillhaus; Emil 4607 Brambauer Simons
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1973-04-14
Filing date: 1973-04-14
Publication date: 1975-11-06
Also published as: DE2319004A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung «für einen auf- und abwärts bewegbaren Stopfen mit einem Differer.tialzylinder als Antrieb für diesen, zum öffnen und Verschließen der im Boden einer Gießpfanne angeordneten Auslauföffnung für die Schmelze.

Soll aus einer Gießpfanne schlackenfrei vergossen werden, so läßt man das flüssige Metall aus einer am Boden der Pfanne angeordneten öffnung austreten und im freien Fall als Strahl in die zu füllende Form einlaufen, bis diese gefüllt ist.

Zu diesem Zweck wird bei einer bekannten, mit einem Differentialzylinder ausgerüsteten Betätigungseinrichtung für den Stopfen, dieser über eine bestimmte Zeit entsprechend dem Hub des Kolbens im Zylinder von der Bodenauslaßöffnung abgehoben und dann wie

der auf diese aufgesetzt Da die Gießzeit unabhängig vom Gußstückgewicht so einzustellen ist, daß einerseits die im Formhohlraum befindliche Luft restlos austreten kann, die von der ein· laufenden Schmelze vor sich hergetrieben wird und diese andererseits während des Gießens nicht vorzeitig erstarren darf, kann die bekannte Stopfenbetätigungseinrichtung nur für die Fälle verwendet werden, bei denen sich eine Form mit gleichbleibender Einlaufmenge

ίο an Schmelze noch in einem wirtschaftlich vertretbaren Zeitraum füllen läßt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stopfenbetätigungseinrichtung vorzuschlagen, mit welcher in Abhängigkeit vom Durchmesser des Anschnitts

oder der Gestalt des zu füllenden Formhohlraums mit verschieden großen A:,slaufmengen an Schmelze aus der Pfanne vergossen werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Differentialzylinder zwei auf einer ge-

meinsamen Mittellinie hintereinanderliegende, in eigenen Druckkammern angeordnete Kolben aufweist, deren Kolbenstangen die Stirnflächen des Differentialzylinders durchdringen.
Zur Einstellung der Hubhöhe des einen über den Schlitten und die Traverse mit der Stopfinstange verbundenen Kolbens und der Hubhöhe des Differentialzylinders, die beide zum Regeln der Ausflußmenge an Schmelze entsprechend dem sich aus der Gestalt des herzustellenden Gußteils ergebenden Volurr~VOberflächenverhäitnis verändert werden sollen, wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß die Innenteile der Kolbenstangen einen größeren Durchmesser als deren Außenteile haben und an den Zylinderstirnflächen, diese übergreifend, am Zylindermantel aufschraubbare Überwurfmuttern vorhanden sind, deren Bohrungsdurchmesser etwas größer als derjenige der Außenteile, jedoch kleiner als der Durchmesser der Innenteile der Kolbenstangen sind.

Um für den Stopfen, der gut dichiend die Auslauföffnung am Boden der Gießpfanne verschließen muß, wenn nicht vergossen wird, ohne Veränderung der eingestellten Ausflußmenge eine gute Nachstellmöglichkeit zu haben, die benötigt wird, wenn durch von der Schmelze verursachte Auswaschungen am Ausgußslein und dem Kopf der Stopfenstange auszugleichen sind, wird erfindungsgemäß empfohlen, daß der Außenteil der oberen Kolbenstange starr mit dem über eine Traverse die Stopfenstange tragenden, in Lagern des Haltegerüstes geführten Schlitten verbunden und der

so Außenteil der unteren Kolbenstange in Achsrichtung einstellbar am abgewinkelten Teil des Traggerüstes festgelegt sind.

Weiterhin wird zum dichten Verschließen der am Boden der Gießpfanne befindlichen Auslauföffnung durch den Stopfen für den Fall, daß die Kolben des Differentialzylinders drucklos sind, nach der Erfindung noch vorgeschlagen, daß zwischen dem oberen Lager und einem darunter sich auf dem Schlitten befindlichen, festlegbaren Stellring eine Druckfeder angeordnet ist.

Um schließlich noch aufeinanderfolgend verschieden große Schmelzgutmengen über unterschiedlich lange Zeiträume aus der Gießpfanne in einen Formhohlraum laufen lassen zu können, wird erfindungsgemäß weiter empfohlen, daß für die Beaufschlagung eines jeden Kolbens des Differentialzylinders in der einen oder anderen Richtung zweckentsprechende Steuermittel vorhanden und diese mit einstellbaren Zeitgliedern kombiniert sind.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung besprochen, in deren F i g. 1 beispielsweise eine !äppfenbetätigungseinrichtung senkrecht geschnitten iJjrgesiteMt ist

#|)ie Gießpfanne 1 besteht aus einem tragenden Me- -^jiEantel 2, der mit einer Keramik 3 zugestellt ist. Am «öden der Gießpfanne befindet sich dir austauschbare ägjsgußstein 4, der eine Auslauföffnung 5 aufweist. Die-Is wind vom auswechselbaren Kopf 6 der Stopf enstan-I-V7 verschlossen, wenn diese herabgelassen ist.

ί Ober eine Traverse 8 ist die Stopfenstange verwin- ^ungsüteif mit dem parallel zu ihr angeordneten Schlugen 9 verbunden. Dieser wird von den Lagern 10, 11 lenkrecht ^au*^{und a}^ ^bewegl'ch geführt und ist in dielen gegen Verdrehen gesichert. Die Lager sind am Traggerüst 12 angeordnet, das durch Halter 13,14 starr mit dem Metallmantel 2 der Gießpfanne 1 verbunden

Der mit Luft oder einer Flüssigkeit als Druckmedium fcetreibbare Differentialzylinder 15 hat zwei auf einer gemeinsamen Mittellinie hintereinanderliegende Kolben li>, 17- die sich in den Druckkammern 18, 19 hinlind herbewegen, je nachdem, ob das Druckmittel durch die Kanäle 20, 23 hineingepreßt wird und gleichzeitig «us den anderen beiden Kanälen 21, 22 drucklos austritt wie es die Zeichnung zeigt oder umgekehrt.

Die Kolben 16, 17 haben Kolbenstangen 24, 25, die (us im Durchmesser kleineren Außenteilen 26, 27 und größer ausgebildeten Innenteilen 28,29 bestehen. Diese gehen durch die Stirnflächen 30, 31 des Differentialzy-Knders 15 hindurch, deren Bohrungsflächen in zweckmäßiger Weise durch bekannte, nicht dargestellte Mittel gegenüber den Innenteilen 28, 29 abgedichtet sind, so daß in den Druckkammern 18, 19 kein Druckabfall entstehen kann.

Der Differentialzylinder 15 hat nahe seiner Stirnflächen 30,31 auf seiner Mantelfläche Gewinde 32, 33 für die Überwurfmuttern 34,35. Diese haben in ihrem Zentrum Bohrungen 36, 37, die eine solche Größe haben, daß sich darin nur die Außenteile 26, 27 der Kolben-Hangen frei bewegen können, nicht aber deren Innenteile 28.29 hindurchpassen.

Der Außenteil 26 der Kolbenstange 24 ist starr mit dem Schlitten 9 verbunden, der über den Kolben 16 den an keiner Stelle festgelegten Differentialzylinder 15

»ragt.

Der Außenteil 27 der anderen Kolbenstange 25 greift mit seinem Gewinde in dasjenige des unteren abgewinkelten Teils 38 vom Traggerüst 12 ein. Durch das fest mit dem Außenteil 27 verbundene Handrad 41 läßt sich der Kolben 17 in seiner Höhenlage einstellen.

Zwischen dem oberen Lager 10 und dem Stellring 39 ist eine Druckfeder 40 angeordnet, durch die über den Schlitten 9 die Traverse 8 und die Stopfenstange 7, deren Kopf 6 flüssigkeitsdicht auf die Auslauföffnung 5 gepreßt wird, wenn der Differentialzylinder 15 drucklos ist

Es wird nun die Funktionsweise der Betätigungseinrichtung besprochen.

In der Zeichnung sollen die Kolben 16 und 17 über die Kanäle 20 bzw. 23 mit einem Druckmittel beaufschlagt sein. Der Differentialzylinder 15 sowie auch der Kolben 16 befinden sich in ihren untersten Stellungen, bei welchen der Kopf 6 der Stopfenstange 7 die Auslauföffnung 5 der Gießpfanne 1 flüssigkeitsdicht verschließt. Der Schließdruck, mit dem der Kopf 6 der Stopfenstange 7 auf dem Ausgußstein 4 aufliegt, ist durch Betätigen des Handrades 41 eingestellt, das die Höhenlage des Differentialzylinders 15 bestimmt. Treten im Gießbetrieb durch entstandene Auswaschungen am Kopf 6 und/oder Ausgußstein 4 im geschlossenen Zustand Undichtigkeiten auf, so können diese durch Nachstellen des Handrades 41 beseitigt werden, indem durch geringfügiges Absenken des Differentialzylinders

15 der Schließdruck etwas erhöht wird und sich dadurch der Kopf und Ausgußstein an ihren Berührungsstellen im Bereich der plastischen Verformung einander besser anpassen.

Wird der Kolben 17 über den Kanal 22 mit einem Druckmittel beaufschlagt, währenddem aus dem Kanal 23 das Druckmedium austreten kann, und der Kolben

16 weiterhin über den Kanal ?O unter Druck gehalten, so wird der Differentialzylinder 15 um die Höhe der Druckkammer 19 angehoben und im gleichen Maße auch der Kopf 6 der Stopfenstange 7, vom Ausgußstein 4 entfernt, da die Stopfenstange 7 über die Traverse 8 mit dem Schütten 9 verbunden ist, an dessen unterem Ende die Kolbenstange 24 angreift. Zwischen dem schmalen Ringspalt, der zwischen dem Kopf 6 und der Auslauföffnung 5 entstanden ist, kann in einer bestimmten Zeiteinheit eine kleine Schmelzgutmenge austreten. Soll die Menge der auslaufenden Schmelze in dem gleichen Zeitraum vergrößert werden, so läßt sich zu diesem Zweck der Kopf 6 der Stopfenstange 7 um die Höhe der Druckkammer 18 weiter gegenüber dem Ausgußstein 4 anheben, wenn der Kolben 16 über den Kanal 21 mit dem Druckmittel beaufschlagt wird, während dieses aus dem Kanal 20 drucklos entweichen kann.

Die Hubhöhe des Differentialzylinders 15 und des Kolbens 16 können auch noch in den Druckkammern 19 bzw. 18 beliebig durch Einschrauben der Überwurfmuttern 34, 35 praktisch bis auf Null verändert werden, wenn die Innenteile 28, 29 der Kolbenslangen 24, 25 an den Überwurfmuttern zur Anlage kommen.

Die beschriebene Einrichtung läßt sich mit Steuermittel^ denen auch Zeitglieder zugeordnet sein können, betreiben, die nachfolgend an Hand der F i g. 2 bis 4 besprochen werden.

In den F ; g. 2 bis 4, die einige von vielen möglichen Gießkurven darstellen, ist jeweils auf der Ordinate die aus der Gießpfanne ausfließende Schmelzgutmenge Q in kg im Verhältnis zur Längeneinheit /ni, die der Anhebhöhe des Differentialzylinders 15 entspricht und der Längeneinheit im, die für den Hub des Kolbens 16 gilt, aufgetragen. Auf der Abzisse ist die Zeit t in s in Abschnitte n, i2 und η unterteilt abgetragen.

Dabei sind bei den F i g. 2 und 3 die Längeneinheiten /ni und /772 verschieden groß dargestellt, womit die durch die Überwurfmuttern 34 und 35 gegebenen Verstellmöglichkeiten gezeigt werden sollen.

Nach der F i g. 2 ist zunächst über den Zeitabschnitt t\ der Differentialzylinder 15 um die Längeneinheit im angehoben, so daß eine dieser Einheit entsprechend kleine Schmelzgutmenge ausfließt, die im Zeitraum zwischen t\ und η um die Längeneinheit im, mit welcher der Kolben 16 hochgefahren ist, vergrößert wird. In der Ze^;tspanne zwischen f2 und O ist der Kolben wieder abgesenkt. Es strömt daher aus der Gießpfanne nur noch die der Längeneinheit m\ entsprechende Schmelzgutmenge aus.

In der F i g. 3 werden bei Beginn des Gießvorganges gleichzeitig der Kolben 16 um die Längeneinheit im hochgefahren und der Differentialzylinder 15 um die Längeneinheit im angehoben. Es fließt daher sofort über den Zeitraum fi die größere, den beiden Längen-

einheiten m\ und rm entsprechende Schmelzgutmenge aus, die im Zeitabschnitt von Λ bis η durch Herablassen des Differentialzylinders 15 im Verhältnis zu dessen Längeneinheit m\ verkleinert ist.

Bei der Fig.4 wird die Längeneinheit m\ für den angehobenen Differentialzylinder 15 in der gleichen Größe angenommen wie die Längeneinheit rri2 für den hochgefahrenen Kolben 16. Nach diesem Beispiel kann also über die Zeit π entweder durch Anheben des Differentialzylinders 15 oder durch Hochfahren des Kolbens 16 die gleiche Menge an Gießmaterial vergossen werden.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß es jetzt möglich geworden ist, mit einer leicht bedienbaren, in ihrem Aufbau einfachen Einrichtung entsprechend der Form eines herzustellenden Teiles, dieses mit zwei verschiedenen aus der Pfanne austretenden Gießstrahlquerschnitten herzustellen, die auch noch jeder für sich einstellbar sind, womit sich eine bessere Gußqualität innerhalb einer kürzeren Vergießzeit als bisher erreichen läßt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Betätigungseinrichtung für einen auf- und abwärts bewegbaren Stopfen mit einem Differentialzylinder als Antrieb für diesen, zum öffnen und Verschließen der im Boden einer Gießpfanne angeordneten Auslauföffnung für die Schmelze, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialzylinder (15) zwei auf einer gemeinsamen Mittellinie hintereinanderliegende, in eigenen Druckkammern (18,19) angeordnete Kolben (16,17) aufweist, deren Kolbenstangen (24, 25) die Stirnflächen (30, 31) des Differentialzylinders durchdringen.

2. Betätigungseinrichtung für einen auf- und abwärts bewegbaren Stopfen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenteile (28, 29) der Kolbenstangen (24, 25) einen größeren Durchmesser als deren Außenteile (26, 27) haben und an den Stirnflächen (30, 31) des Differentialzylinders (15) diese übergreifend, am Zylindermantel aufschraubbare Überwurfmuttern (34, 35) vorhanden sind, deren Bohrungsdurchmesser (36, 37) etwas größer als derjenige der Außenteile (26, 27), jedoch kleiner als der Durchmesser der Innenteile (28, 29) der Kolbenstangen (24,25) sind.

3. Betätigungseinrichtung für einen auf- und abwärts bewegbaren Stopfen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenteil (26) der oberen Kolbenstange (24) starr mit dem über eine Traverse (8) die Stopfenstange (7) tragenden, in Lagern (10, 11) des Traggerüstes (12) geführten Schlitten (9) verbunden und der Außenteil (27) der unteren Kolbenstange (25) in Achsrichtung einstellbar am Teil (38) des Traggerüstes (12) fesi gelegt sind.

4. Betätigungseinrichtung für einen auf- und abwärts bewegbaren Stopfen nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem oberen Lager (10) und einem darunter sich auf dem Schlitten (9) befindlichen, festlegbaren Stellring (39) eine Druckfeder (40) angeordnet ist.

5. Betätigungseinrichtung für einen auf- und abwärts bewegbaren Stopfen nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß für die Beaufschlagung eines jeden Kolbens (16,17) des Differentialzylinders (15) in der einen oder anderen Richtung zweckentsprechende Steuermittel vorhanden und diese mit einstellbaren Zeitgliedern kombiniert sind.