DE2718555B2 - Ventil für eine kontinuierlich arbeitende Vorrichtung zum Beschicken eines Ofens einer Niederdruckgießvorrichtuiig fmt flüssigem Metall - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil für eine kontinuierlich arbeitende Vorrichtung zum Beschicken eines Ofens einer Niederdruckgießvorrichtung mit flüssigem Metall, mit einem Unterteil, an das eine in den Gießofen führende Heberleitung und eine in einen Vorratsbehälter mit flüssigem Metall mündende Heberleitung angeschlossen ist, und einem an eine Saugleitung angeschlossenen, zwischen zwei Stellungen beweglichen Oberteil, das die Heberleitungen in einer Stellung dichtend miteinander verbindet und in der anderen Stellung voneinander trennt, und mit einem Mechanismus zum Anheben, Drehen und Absenken des Oberteils.

Eine Vorrichtung zum automatischen kontinuierlichen Beschicken eines zu einer Niederdruckgießvorrichtung für Metalle und Legierungen, insbesondere Aluminiumlegierungen, gehörenden Ofens mit flüssigem Metall ist in der FR-PS 22 93 275 beschrieben. Diese, in den Fig. 1 und 2 schematisch dargestellte Vorrichtung enthält eine Form 1 und einen Niederdruckofen 2. Die Form 1 weist einen festen Teil 3 und einen Teil 4 auf, der in senkrechter Richtung beweglich ist und in seiner abgesenkten Stellung die Form verschließt. Der feste Teil 3 weist eine Beschickungsdüse 5 auf, die an ein Beschickungsrohr 6 angeschlossen ist, das in das flüssige Metall 7 eintaucht. Der Ofen 2 enthält einen Tiegel 8, der in einem dichten Behälter 9 angeordnet ist, in dem ein Gasdruck derart hergestellt werden kann, daß im Tiegel befindliches flüssiges Metall 7 durch das Rohr 6 in die Form 1 gefüllt wird. Der Behälter 9 ist über ein Rohr 10 an ein Ventil 11 angeschlossen, das mit zwei weiteren

Rohrleitungen verbunden ist, deren eine, 12, an eine Druckgasquelle angeschlossen ist und deren andere, 13, zur Umgebungsluft hin offen ist.

Die Beschickungsvorrichtung enthält ein Ventil 14 mit zwei Teilen:

— Einem Körper 15, an dessen unterem Teil zwei Tauchrohre 16 und 17 befestigt sind; das Ende des Rohrs 16 taucht in das flüssige Metall 7 des Ofens 2, während das Ende des Rohrs 17 in das flüssige Metall 18 eines Vorratsofens 19 taucht, der vorzugsweise mit einer Dekantiereinrichtung 20 versehen ist;

— einen beweglichen Deckel 21, der in Anlage an den Körper 15 bringbar ist, wobei die Dichtheit zwischen dem Deckel und dem Körper mittels einer hitzefesten Dichtung 22 hergestellt ist, die am Deckel 21 oder am Körper 15 befestigt ist oder zwischen beiden Teilen sonstwie angeordnet ist; vorzugsweise ist die Dichtung 22 am Körper 15 angeordnet, damit ihre Kontrolle und ihr Ersatz leichter durchgeführt werden können, was ohne Verlangsamung des Herstellungszyklus möglich ist; der Deckel 21 kann durch Drehung um seine Achse zwei gegeneinander um 90° versetzte Stellungen einnehmen, wobei die erste Stellung eine Verbindung zwischen den beiden Rohren 16 und 17 gemäß F i g. 1 herstellt und die andere Stellung gemäß F i g. 2 diese Verbindung unterbricht.

Die durch das Ventil und die Rohre gebildete Baugruppe wird beispielsweise durch Gasbrenner oder eine andere bekannte Vorrichtung (nicht dargestellt) auf einer geeigneten Temperatur gehalten, die beispielsweise bei Aluminium und seinen Legierungen 600 bis 700⁰C

Μ beträgt.

Die Bewegung von einer Stellung in die andere Stellung des beweglichen Deckels 21 des Ventils 14 geschieht durch Anheben, Drehen um 90° und Absenken. Diese Bewegung kann durch mechanische, hydraulische, pneumatische oder elektrische Einrichtungen erzeugt werden. Im dargestellten Beispiel ist am Deckel 21 eine Achse 23 einer Kolben/Zylindereinheit 24 zum Anheben befestigt, wobei diese Achse zusätzlich mit einem Hebel 25 einer zweiten Kolben/Zylindereinheit 26 zur Drehung verbunden ist.

Der Deckel 21 des Ventils ist über eine Leitung 27 mit einem Dreiwegehahn 28 verbunden, der ermöglicht, das Innere des Deckels an eine Einrichtung zum Erzeugen eines augenblicklichen Unterdrucks, beispielsweise eine mit einem Zwischenballon 30 versehene Saugpumpe 29, anzuschließen oder an eine Quelle von unter Druck stehendem Inertgas, beispielsweise einen Reservoir-Puffer 31, der über eine Leitung 32 an eine nicht dargestellte Neutralgasflasche, beispielsweise mit unter Druck stehendem Stickstoff, unter Zwischenschaltung eines Druckmindermanometers 33 angeschlossen ist. Zwischen dem Auslaß der Saugpumpe 29 und dem Reservoir-Puffer 31 kann eine Leitung 34 vorgesehen sein, um das Neutralgas rückzugewinnen. Eine im Deckel 21 des Ventils angeordnete Meßeinrichtung 35 ermöglicht, den Pegel des flüssigen Metalls im Deckel 36 zu begrenzen.

Es erscheint nicht nötig, die Funktion der Niederdruckgießvorrichtung und ihres Beschickungssystems Phase für Phase im Detail zu erläutern; denn es leuchtet ein, daß in der in F i g. 1 dargestellten Lage es genügt, das Ventil bzw. den Dreiwegehahn 28 so zu betätigen, daß die Kammer 36 mit dem Unterdruckbehälter 30

verbunden wird, um das flüssige Metall in jedem Zweig aufsteigen zu lassen und die Heberwirkung in Gang zu setzen, die das Füllen des Tiegels 8 mit dem im Vorratsofen 19 befindlichen flüssigen Metall ermöglicht; diese Füllung endet, wenn die Pegel in den öfen 8 und 19 gleich sind. In diesem Augenblick ermöglicht die Betätigung des Dreiwegehahns 28, die Kammer 36 mit dem Neutralgaspuffer 31 zu verbinden, um das flüssige Metall in jedem der Zweige des Hebers abzusenken.

Im Augenblick des Gusses eines Stückes wird die Verbindung zwischen den beiden Zweigen des Hebers dagegen durch Drehung des Deckels 21 des Ventils um 90° unterbrochen, wie in F i g. 2 dargestellt.

Der Überdruck, der daraufhin auf den dichten Behälter 9 ausgeübt wird, läßt das Metall in das Rohr 6 und die Form 1 sowie in das Rohr 16 hochsteigen, wobei es aber im Rohr 16 auf eine geringere Höhe steigt, da der Druck des in der Kammer 36 eingeschlossenen Gases dem Ansteigen des Metalls entgegenwirkt.

Der Körper 15 und der Deckel 21 des Ventils sind über die Dichtung 22 getrennt, die gegenüber Luft dichten muß und während der Heberfunktion in Berührung mit dem Metall ist; diese Berührung zwischen dem flüssigen Metall und insbesondere Aluminiumlegierungen mit der Dichtung führt zu großen Problemen bezüglich ihrer Haltbarkeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der eingangs beschriebenen Gattung derart weiterzubilden, daß die sich aus einer unmittelbaren Berührung zwischen Dichtung und flüssigem Metall ergebenden Probleme beseitigt sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß das Oberteil ein Rohr in Form eines umgekehrten U, dessen Schenkel mit je einem Flansch zur unter Zwischenanordnen einer Dichtung erfolgenden Auflage auf je ein Ende der Heberleitungen versehen sind und über die Flansche hinaus nach unten verlängert sind, so daß sie mit den Endbereichen der Heberleitungen Ringräume bilden, und zwei Vollflansche zur Auflage auf den Enden der Heberleitungen nach einer Drehung des Oberteils um 90° aufweist.

Dieses Ventil, dessen Funktion der des oben beschriebenen Ventils gemäß der FR-PS 22 93 275 weitgehend gleicht, arbeitet so, daß das flüssige Metall niemals in Berührung mit seinen Dichtungen kommt. Eine vorteilhafte Weiterbildung des Ventils ist im Unteranspruch gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels mit weiteren Einzelheiten erläutert. Dabei stellt dar

F i g. 3 einen Schnitt durch das Ventil in der Stellung, in der es als Heber wirkt, und

Fig.4 bis 8 verschiedene aufeinanderfolgende Stellungen des Ventils, wobei

Fig.4 und 5 einen senkrechten Schnitt und eine Aufsicht,

F i g. 6 eine Seitenansicht und

Fig.7 und 8 einen senkrechten Schnitt und eine Aufsicht zeigen.

Das Ventil ist durch einen Körper 37 in Form eines umgekehrten U gebildet, der vier Flansche aufweist. Zwei der Flansche, 38 und 39, sind über eine Rohrleitung 40 verbunden, die eine Verbindung zwischen den beiden Leitungen 16 und 17 ermöglicht; die beiden anderen Flansche, 41 und 42, die sich in der gleichen waagerechten Ebene wie die Flansche 38 und 39 befinden, gegenüber diesen aber jeweils um 90° versetzt sind, sind voll. Die Flansche 41 und 42 sind mit der Rohrleitung 40 durch Rippen 43 verbunden. Die Rohrleitung 40 ist durch die Ebene der Flansche 38 und 39 nach unten hindurch mittels eines senkrechten zylindrischen Rohrs verlängert, das mit Anschlußansätzen 44 und 45 der Heberzweige zwei Ringräume 46 und 47 bildet. Die Flansche 38,39,4t und 42 legen sich unter Zwischenanordnung von Dichtungen, beispielsweise aus Asbest, auf Bunde 48 und 49 an den obersten Teilen der Heberzweige auf.

ίο Wie bei dem eingangs beschriebenen Ventil ist die Rohrleitung 40 in ihrem oberen Teil über eine Leitung 27 an eine Unterdruckquelle bzw. eine Quelle mit Inertgas verbunden. Das Ansteigen und das Absenken der Rohrleitung geschieht mit Hilfe eines Mechanismus, beispielsweise einer Kraft/Zylindereinheit 50; die Drehung in der angehobenen Lage der Rohrleitung geschieht mit Hilfe eines Mechanismus 51.
Die Funktion des Ventils ist folgende:
Zum Ingangsetzen der Heberwirkung (Fig.4 und 5)

ruhen die Flansche 38 und 39 auf den Enden der Heberzweige 16 und 17 auf. Der Heber ist »offen«. Mittels der Leitung 27 erzeugt man im Heber einen Unterdruck. Das flüssige Metall steigt in den beiden Leitungen bzw. Zweigen 16 und 17 hoch. Wenn der Pegel des Metalls das untere Ende der den Ventilkörper verlängernden Rohre enthält, wird in den Ringräumen 46 und 47 ein Luftpolster eingeschlossen; dieses Luftpolster, das durch das in den Heber aufsteigende Metall etwas zusammengedrückt wird, hindert das flüssige Metall daran, in Berührung mit der Dichtung zu kommen. Zwei in den Ringräumen 46 und 47 angeordnete Elektroden 52 und 53 stellen ein unbeabsichtigtes Ansteigen des flüssigen Metalls bei Undichtigkeiten der Dichtungen fest und bewirken in diesem Falle die Öffnung eines Ventils zum Eintreten von Luft oder Neutralgas über Leitungen 54 und 55, wodurch der Pegel des flüssigen Metalls im Ringraum abgesenkt wird. Sobald der Pegel unter die Elektrode absinkt, schließt sich das in den Leitungen 54 und 55 sitzende Ventil, wodurch bei einer Undichtigkeit der Dichtung eine automatische Regelung des Pegels im Ringraum erfolgt. In jedem Ringraum kann auch eine zweite Elektrode verwendet werden, um den Pegel des Metalls im Ringraum zwischen einem oberen Niveau und einem unteren Niveau zu halten.

Sobald das flüssige Metall den Scheitel des Ventils erreicht, setzt die Heberwirkung ein, und das Überströmen des flüssigen Metalls erfolgt unter den gleichen Bedingungen wie bei der FR-PS 22 93 275, bis die Pegel

so des flüssigen Metalls in den öfen ausgeglichen sind. Eine im obersten Teil des Ventils angeordnete Elektrode 35 stellt eine Berührung mit flüssigem Metall fest und bewirkt ein Schließen des Ventils, das den Raum 36 mit der Unterdruckquelle verbindet. Nach dem ÜDerfließen wird die Leitung 27 mit Atmosphärendruck verbunden, wodurch die Heberwirkung beendet wird und das Metall in jedem der Zweige absinkt.

Zum Gießen eines Teils muß die Verbindung zwischen den beiden Zweigen des Hebers unterbrochen

bo werden, damit der auf das Metall zum Beschicken der Form ausgeübte Druck das Metall nicht in den Heber aufsteigen läßt und die Heberwirkung auslöst.

Mit Hilfe einer Kolben/Zylindereinheit 50 wird der Deckel bzw. das Oberteil gemäß F i g. 6 angehoben, so daß der untere Teil der Rohre des Ventils mit den Flanschen 38 und 39 von den Rohren 16 und 17 frei kommt.
Der Deckel bzw. das Oberteil des Ventils wird

daraufhin mit Hilfe des Mechanismus 51 um 90° gedreht (F i g. 7 und 8), so daß sich die vollen Flansche 41 und 42 der Achse der Enden der Rohre 16 und 17 gegenüber befinden.

Mit der Kolben/Zylindereinheit 50 wird der Deckel daraufhin wieder abgesenkt, so daß die beiden vollen Flansche auf die Dichtungen der Rohre 16 und 17 ; liegen kommen, um die Rohre 16 und 17 dichtet voneinander zu trennen.

Das Teil wird daraufhin, wie weiter oben beschriebe gegossen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Ventil für eine kontinuierlich arbeitende Vorrichtung zum Beschicken eines Ofens einer Niederdruckgießvorrichtung mit flüssigem Metall, mit einem Unterteil, an das eine in den Ofen mündende Heberleitung und eine in einen Vorratsbehälter mit flüssigem Metall mündende Heberleitung angeschlossen ist, und einem an eine Saugleitung angeschlossenen, zwischen zwei Stellungen beweglichen Oberteil, das die Heberleitungen in einer Stellung dichtend miteinander verbindet und in der anderen Stellung voneinander trennt, und mit einem Mechanismus zum Anheben, Drehen und Absenken des Oberteils, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberteil ein Rohr (40) in Form eines umgekehrten U, dessen Schenkel mit je einem Flansch (38, 39) zur unter Zwischenanordnen einer Dichtung erfolgenden Auflage auf je ein Ende (48, 49) der Heberleitungen (16, 17) versehen sind und über die Flansche hinaus nach unten verlängert sind, so daß sie mit den Endbereichen (44, 45) der Heberleitungen Ringräume (46,47) bilden, und zwei Vollflansche (41, 42) zur Auflage auf die Enden der Heberleitungen nach einer Drehung des Oberteils um 90° aufweist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den oberen Bereich jedes Ringraums (46, 47) eine an eine Druckgasquelle angeschlossene Leitung (54, 55) mündet und daß unterhalb der Mündung ein Fühler (52, 53) für flüssiges Metall vorgesehen ist, der ein in der Leitung angeordnetes Ventil steuert.