DE69216116T2 - Automatische Schmelzzuführung - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen zuführung geschmolzenen Metalls, im folgenden kurz Metallschmelze, und insbesondere eine automatische Zuführvorrichtung zur sukzessiven zuführung eines geschmolzenen Metalls wie Aluminium und Magnesium zu einer Metallgußform mit geringem Fassungsvermögen.
• Bei der automatischen Zuführung von geschmolzenem Metall mit einer kleinen Masse von beispielsweise 5 bis einigen hundert Gramm zur Gießöffnung einer Druckgußmaschine ist es im allgemeinen schwierig, die genaue Zuführmenge an Metallschmelze einzuhalten und eine Verringerung der Temperatur des geschmolzenen Metalls zu verhindern. Zur überwindung dieser Probleme sind verschiedene Vorschläge unterbreitet worden. Beispielsweise beschreibt das japanische Patent Nr. 87747 eine Kolben-Zylinder-Anordnung, bei der ein Kolben gleitbar in einem Zylinder angeordnet ist, dessen eines Ende mit einer Einlaß-/Austragsöffnung für das geschmolzene Metall ausgebildet ist. Der Kolben wird gleitend in einer Richtung bewegt, während der Zylinder in die in einem Schmelztiegel gespeicherte Metallschmelze eingetaucht wird, und innerhalb des Zylinders wird ein Unterdruck erzeugt, so daß das geschmolzene Metall durch die Einlaß- und Austragsöffnung für das geschmolzene Metall in den Zylinder fließen kann. Wenn der Kolben in der entgegengesetzten Richtung gleitend bewegt wird, wird die in dem Zylinder zurückbehaltene Schmelze durch die Einlaß- und Austragsöffnung für die Metallschmelze in eine Gießform entleert.
• Zum anderen offenbart die japanische Patentveröffentlichung Nr. Sho 51-35529 ein in vertikaler Richtung bewegbares und um seine Achse drehbares Halterohr mit einer Mehrzahl sich von diesem Halterohr radial erstreckender Gießrohre. In dem Halterohr sind ein Lufteinlaßkanal und eine Luftkammer gebildet, und die Luftkammer ist mit den Gießrohren über Rohrarme verbunden. Durch Einführen von Unterdruck innerhalb des Lufteinlaßkanals wird über die Luftkammer an die Rohrarme ein Unterdruck angelegt, um das in einem Schmelztiegel angesammelte geschmolzene Metall in die Gießrohre zu saugen. Unter Aufrechterhaltung dieses Zustands wird das Halterohr gedreht, um das Gießrohr in eine vorbestimmte Position der Gießöffnung einer Metallgußform zu bringen.
• Darüber hinaus beschreibt die japanische Gebrauchsmusteranmeldung Kokai Nr. 55-55256 eine Gießpfanne zum Transportieren einer Metallschmelze. Eine obere offene Seite der Gießpfanne ist von einem mit einem Loch versehenen Verschlußdeckel abgedeckt, und ein mittlerer Abschnitt eines Bodenteils der Gießpfanne ist mit einer Einlaß-/Austragsöffnung für die Schmelze ausgebildet. Es ist ein Rohr vorgesehen, dessen eines Ende mit dem Loch verbunden ist, und dessen anderes Ende an ein Öffnungs-/Schleiß-Ventil angeschlossen ist, um einen inneren Raum der Gießpfanne wahlweise mit der Atmosphäre zu verbinden. Wenn das Öffnungs-/Schleißventil geöffnet wird, fließt die Metallschmelze in die Gießpfanne, und bei geschlossenem Öffnungs- und Schleißventil kann die Schmelze in der Gießpfanne übertragen werden. Wenn das Ventil wieder geöffnet wird, wird die Metallschmelze in der Gießpfanne in eine Metallgießform abgelassen. Des weiteren ist zur Bereitstellung eines Unterdruckes innerhalb der Gießpfanne eine Vakuum-Saugvorrichtung mit dem Öffnungs-/Schleiß-Ventil verbunden, um die Saugwirkung der Metallschmelze in diese hinein zu erhöhen und zu verhindern, daß die Schmelze während ihrer Überleitung aus der Gießpfanne tropft.
• Die oben beschriebene bekannte Vorrichtung zur zuführung geschmolzenen Metalls kann folgende Nachteile aufweisen: Zum einen kann nach dem herangezogenen japanischen Patent 87747, bei dem ein Zylinder-Kolben-Mechanismus vorgesehen ist, Metallschmelze in den Gleitbereich eingebracht werden. Wenn sich solch geschmolzenes Metall verfestigt, kann der nachfolgende Zuführungsvorgang der Metallschmelze nicht erreicht werden. Diese Tendenz kann insbesondere dann gesteigert werden, wenn die Zuführung einer geringen Menge einer Metallschmelze beabsichtigt ist, da die Wärmekapazität der in den Zylinder eingebrachten Schmelze verringert werden kann, was eine schnelle Absenkung der Temperatur der Schmelze zur Folge hat. Zum anderen kann auch der Hin- und Herbewegungsmechanismus des Kolbens beschädigt werden, wenn die Metallschmelze in eine gegenüberliegende Seite des Kolbens eingebracht wird. Des weiteren kann die Fließfähigkeit des geschmolzenen Metalls in dem Zylinder übermäßig hoch werden, da das Saugen der Metallschmelze unter Anwendung eines Unterdrucks vorgenommen wird, und daher ist zur Bereitstellung einer stationären Oberfläche der Metallschmelze ein im Verhältnis verlängerter Zeitraum erforderlich. Wenn der Zylinder angehoben wird, während die Metallschmelze eine aktive Oberfläche hat, kann die vorgesehene Menge der Metallschmelze innerhalb des Zylinders nicht erreicht werden, was folglich die Genauigkeit des Vorgangs der Zuführung der Metallschmelze verringert.
• Gemäß der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 51-35529 müssen mehrere radial um das Halterohr angeordnete Gießrohre vorhanden sein. Daher müssen innerhalb des Halterohres und der Gießrohre schwierig herstellbare Kanäle für die Metallschmelze gebildet werden. Demgemäß ergibt sich ein komplizierter Gesamtaufbau, so daß die Herstellungskosten für die gesamte Vorrichtung erhöht werden. Des weiteren wird das geschmolzene Metall abrupt in die Gießrohre eingebracht, da die Metallschmelze durch Unterdruck eingesaugt wird. In einem solchen Fall kann das geschmolzene Metall auch in die Kanäle innerhalb der Rohrarme in Verbindung mit den Gießrohren eingebracht werden. Wenn das geschmolzene Metall auf dem Durchgangskanal haftet und fest wird und diesen zusetzt, kann der Zuführungsvorgang für die nachfolgende Metallschmelze nicht durchgeführt werden. Darüber hinaus hat die Vorrichtung die gleichen Nachteile wie das oben beschriebene Referenzpatent, da auch ein Einsaugen unter Vakuum vorgenommen wird.
• Gemäß der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Kokai Nr. 55-55256 können erhebliche Nachteile auftreten, wenn die Vorrichtung die Vakuumeinsaugvorrichtung aufweist. Ferner können sich verschiedene Probleme ergeben, falls die Größe der Einlaß- und Austragsöffnung ungünstig ist, da die Zuführvorrichtung einen Aufbau hat, bei dem das Innere der Gießpfanne wahlweise mit der Atmosphäre verbindbar ist. Das heißt, wenn die Querschnittsfläche der Einlaß- und Austragsöffnung zu groß ist, kann die Metallschmelze in der Gießpfanne leicht durch die Öffnung entweichen, obwohl sogar die Effizienz des Einbringens des geschmolzenen Metalls in die Gießpfanne erhöht werden kann. Dementsprechend kann sich die Leistungsfähigkeit der Zuführungsarbeit für das geschmolzene Metall verringern, da während des Transports der Schmelze geschmolzenes Metall auf die umgebenden mechanischen Bauteile und Arbeitsflächen tropfen kann. Weiterhin wird bei einer großen Querschnittsfläche der Einlaß- und Austragsöffnung auch ein im Tiegel auf der Metallschmelze schwimmender Oxidfilm in die Gießpfanne eingetragen. Somit kann die Qualität eines Gußer- zeugnisses verringert werden, wenn der Oxidfilm in die Metallgußform eingespritzt wird. Andererseits kann das geschmolzene Metall bei einer zu kleinen Querschnittsfläche der Einlaß- und Austragsöffnung nicht gleichmäßig in die Gießpfanne eingebracht werden, obgleich selbst ein Auslaufen der Metallschmelze durch die Öffnung verhindert werden kann. Darüber hinaus kann die Austragsgeschwindigkeit der Metallschmelze aus der Gießpfanne verringert werden, wodurch ein verlängerter Spritzzyklus verursacht und die Produktivität gesenkt wird. Bei einem verlangerten Spritzvorgang wird die Temperatur der Metallschmelze innerhalb der Gießpfanne sofort verringert, falls nur eine kleine Menge geschmolzenen Metalls in der Gießpfanne transportiert wird. In Anbetracht der obigen Ausführungen wird durch den Stand der Technik, obwohl der Bereich der Einlaß- und Austragsöffnung für die Metallschmelze extrem wichtig ist, diese Bedeutung weder angedeutet noch offenbart, und folglich können die oben beschriebenen Nachteile auftreten.
• Daher ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur automatischen Zuführung einer Metallschmelze bereitzustellen, in der unabhängig von einem geringen Volumen der Metallschmelze keine Temperaturabsenkung der Schmelze während ihres Transports auftritt und das geschmolzene Metall ohne Verminderung der Genauigkeit der Zuführmenge zugeführt werden kann und eine Verminderung des Spritzzyklus bewirkt werden kann, während die Metallschmelze die Funktion der Zuführvorrichtung nicht beeinträchtigt.
• Um die oben beschriebenen Ziele zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur automatischen Zuführung einer Metallschmelze zur Verfügung, die eine Gießpfanne, die mit einer für die Metallschmelze vorgesehenen Einlaß-/Austragsöffnung mit einer verbesserten Querschnittsfläche ausgebildet ist, ein Deckelteil, ein Rohrelement und ein Verbindungs-/Absperrmittel zur Atmosphäre einschleißt. Die Gießpfanne weist einen oberen Öffnungsteil, einen mit einer Ansaug-/Ausflußöffnung für die Metallschmelze ausgebildeten Bodenteil und eine einen Speicherraum für die Metallschmelze definierende Innenfläche auf. Das Deckelteil ist zum Verschließen des oberen offenen Teils der Gießpfanne ausgebildet und mit einem Durchgangsloch versehen. Das Rohrelement hat ein mit dem Durchgangsloch verbundenes Ende und ein weiteres Ende. Das Verbindungs-/Absperrmittel zur Atmosphäre ist zur wahlweisen Abtrennung des die Metallschmelze speichernden Raums von der Atmosphäre, und zwar um die Metallschmelze in dem Speicherraum zurückzuhalten, mit dem weiteren Ende des Rohrelements verbunden. Wenn die Metallschmelze in dem Speicherraum zurückgehalten wird, ist innerhalb der Gießpfanne und des Rohrelements ein geschlossener Raum gebildet. Die Querschnittsfläche der Einlaß-/Austragsöffnung für die Metallschmelze ist in einem Größenbereich zwischen 20 und 80 mm² ausgeführt und zur sukzessiven Zuführung einer kleinen Menge der Metallschmelze an eine gewünschte Stelle in der Lage.
• Zum Einbringen der Metallschmelze in die Gießpfanne wird deren für die Metallschmelze vorgesehener Speicherraum über das Verbindungs-/Absperrmittel zur Atmosphäre mit der Atmosphäre verbunden, und die Gießpfanne wird in das in einem Tiegel befindliche geschmolzene Metall unter Belassung der Gießpfanne in einer vorbestimmten vertikalen Position eingetaucht. Da die Einlaß-/Austragsöffnung für die Metallschmelze über einen ausreichenden Bereich verfügt, um die Metallschmelze in die Gießpfanne einströmen zu lassen, wird die Metallschmelze im Tiegel glatt in den Speicherraum für die Metallschmelze eingetragen, und zwar bis das Oberflächenniveau der Metallschmelze im Speicherraum gleich dem Oberflächenniveau der Metallschmelze im Tiegel ist. Wenn die Metallschmelze in der vorbestimmten Menge in die Gießpfanne eingebracht wird, wird das Verbindungs-/Absperrmittel zur Atmosphäre geschlossen, so daß der Speicherraum für die Metallschmelze nicht mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Unter Aufrechterhaltung dieses Zustands wird die Gießpfanne zu einer Gießöffnung einer Gießmaschine transportiert. In diesem Fall hat die Einlaß-/Austragsöffnung für die Metallschmelze eine Querschnittsfläche, die für eine ausreichende Oberflächenspannung sorgen kann, was das Abtropfen von Metallschmelze aus dieser verhindert. Während des Transports ist daher eine Leckage des Schmelzmetalls durch die Öffnung vermeidbar. Des weiteren wird die Metallschmelze in der Gießpfanne während dieser Transportperiode aufgrund des Eigengewichts der Schmelze leicht nach unten bewegt, und die Metallschmelze wird aus der Ansaug-/Ausflußöffnung ausgebaucht oder ragt aus dieser heraus. Das Volumen der in dem Speicherraum für die Metallschmelze eingeschlossenen Luft wird daher leicht erhöht, so daß der Luftdruck verringert wird. Dementsprechend kann die Fähigkeit der Gießpfanne zum Zurückhalten der Metallschmelze weiter verbessert werden. Unter diesem Gesichtspunkt wird die Querschnittsfläche der Einlaß-/Austragsöffnung für die Metallschmelze so ausgewählt, daß an der Öffnung eine ausreichende Metallschmelze-Oberflächenspannung erzeugt werden kann, die die Kraft des Ausbauchens oder Herausragens der Metallschmelze durch die Öffnung überwinden kann. Wenn die Ansaug-/Ausflußöffnung für die Metallschmelze die Gießöffnung der Druckgußmaschine erreicht, zum Beispiel die Gießöffnung eines Injektionsrohres, wird das Verbindungs-/Absperrmittel zur Atmosphäre wieder betätigt, damit der Speicherraum für die Metallschmelze mit der Atmosphäre verbunden werden kann, so daß die Metallschmelze in der Gießpfanne aufgrund des atmosphärischen Drucks und des Eigengewichts der Metallschmelze austreten und in die Gießöffnung gegossen werden kann.
• In den Zeichnungen ist
• Fig. 1 eine schematische Ansicht, die eine Vorrichtung zur automatischen Zuführung einer Metallschmelze gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
• Fig. 2 eine Ansicht, die den Einströmungszustand der Metallschmelze zur Beschreibung des Rückhalteprinzips für die Metallschmelze in der Gießpfanne wiedergibt;
• Fig. 3 eine Ansicht, die den Zustand des Zurückhaltens der Metallschmelze zur Beschreibung des Rückhalteprinzips für die Metallschmelze zeigt;
• Fig. 4 eine Ansicht, die eine Anordnung der zurückgehaltenen Metallschmelze an einer Ansaug-/Ausflußöffnung zur Beschreibung des Zurückhalteprinzips der Metallschmelze zeigt;
• Fig. 5 eine schematische Ansicht, die eine Vorrichtung zur automatischen Zuführung einer Metallschmelze gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
• Fig. 6 eine schematische Ansicht, die eine Vorrichtung zur automatischen Zuführung einer Metallschmelze gemäß einer dritten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt; und
• Fig. 7 eine schematische Ansicht, die einen wesentlichen Teil einer Vorrichtung zur automatischen Zuführung einer Metallschmelze gemäß einer vierten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt.
• Eine Vorrichtung zur automatischen Zuführung einer Metallschmelze gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben. Eine in der dargestellten Ausführungsform verwendete Gießpfanne 3 ist zum bewegbaren Eintauchen in eine in einem Tiegel 1 gespeicherte Metallschmelze 2 ausgebildet. Die Gießpfanne 3 verfügt über einen oberen offenen Endteil 3a und einen konischen Bodenteil 3b, dessen spitzes Ende mit einer Einlaß-/Austragsöffnung 3c für das geschmolzene Metall versehen ist. Ein Deckelteil 5 ist zum Verschleißen des offenen Endbereichs mit dem oberen offenen Ende 3a in Eingriff, um dadurch einen Speicherraum 3d für die Metallschmelze zu schaffen. In den Deckelteil 5 ist ein Durchgangsloch 5a gebohrt. Das Durchgangsloch 5a ist an ein Verbindungs- und Absperrmittel 4 zur Atmosphäre angeschlossen.
• Das Verbindungs-/Absperrmittel 4 zur Atmosphäre hat einen Ventilkörper 8, einen Pneumatikzylinder 9, ein Öffnungs-/Schließventil 10 und eine Zylinderantriebsvorrichtung 30. Das Öffnungs-/Schließventil 10 ist mit einem gleitend in dem Pneumatikzylinder 9 angeordneten Kolben 10a verbunden, und der Kolben 10a teilt den Pneumatikzylinder 9 in erste und zweite Zylinderkammern 9a und 9b. Die ersten und zweiten Zylinderkammern 9a und 9b sind jeweils an ein Ende erster und zweiter Luftkanäle 9c und 9d angeschlossen. Die anderen Enden der Luftkanäle 9c und 9d sind mit der Zylinderantriebsvorrichtung 30 verbunden. Das Öffnungs-/Schleißventil 10 ist in dem Ventilkörper 8 bewegbar angeordnet. Der Ventilkörper 8 ist mit einem Dichtelement 8c versehen und in einer an das Öffnungs-/Schleißventil 10 angrenzenden Position mit einer Bohrung 8a ausgestattet. Des weiteren ist in einer Seitenwand des Ventilkörpers 8 ein Verbindungsloch 8b ausgebildet. Die Bohrung 8a ist über ein Rohrteil 11 mit der Durchgangsbohrung 5a des Deckels 5 verbunden.
• Die Zylinderantriebsvorrichtung 30 umfaßt ein elektro-magnetisches Ventil 18 mit ersten und zweiten Solenoiden 18a und 18b und einer mit dem elektromagnetischen Ventil 18 über einen Luftkanal 18c verbundenen Luftquelle 26. Das erste und zweite Solenoid 18a und 18b sind jeweils über die Leitungen 40a bzw. 40b an ein Steuergerät 40 einer Druckgießmaschine angeschlossen, um das elektromagnetische Ventil 18 auf eine erste Umschaltposition 18X oder eine zweite Umschaltplosition 18Y umzustellen. (Fig. 1 zeigt die zweite Umschaltposition). Darüber hinaus sind die weiteren Enden der ersten und zweiten Kanäle 9c und 9d mit dem elektromagnetischen Ventil 18 verbunden. Somit wird zur Abwärts- oder Aufwärtsbewegung des Kolbens 10a wahlweise an die erste oder die zweite Zylinderkammer 9a und 9b komprimierte Luft angelegt, um dadurch das Öffnungs-/Schleißventil 10 zu öffnen oder zu schleißen.
• Die Gießpfanne 3 und das Verbindungs-/Absperrventil 4 zur Atmosphäre bilden eine Zuführeinheit 12 für die Metallschmelze, wobei die Zuführeinheit an einem Vertikalbewegungsmittel 13 gehalten ist. Das Vertikalbewegungsmittel 13 umfaßt einen Antriebsmotor 14, eine an den Antriebsmotor 14 gekoppelte Kugelumlaufspindel 15 und ein mit der Kugelumlaufspindel 15 in Schraubgewindeeingriff stehendes Gleitstück 16. Der Ventilkörper 8 ist an dem Gleitstück 16 angebracht. Mit der Rotation des Antriebsmotors 14 wird die Kugelumlaufspindel 15 zur Auf- und Abwärtsbewegung des Gleitstücks 16 um ihre Achse gedreht. Dementsprechend ist die Eintauchgröße der Gießpfanne 3 in den Tiegel 1 steuerbar. Das Vertikalbewegungsmittel 13 ist mit einer Transporteinheit 17 zur horizontalen Führung der Gießpfanne 3 verbunden, um die Einlaß-/Austragsöffnung 3c der Gießpfanne 3 in eine mit einer Gießöffnung (nicht dargestellt) eine Injektionsbuchse oder eines (im folgenden) -rohres (nicht dargestellt) einer Metallgußform (nicht dargestellt) in einer Druckgußmaschine ausgerichtete Stellung zu bringen und die Gießpfanne 3 zurück zum Tiegel 1 zu bewegen.
• Das Prinzip des Zurückhaltens der Metallschmelze in der Gießpfanne 3 wird im folgenden mit Bezug auf die Figuren 2 bis 4 beschrieben. Es sei angenommen, daß ein Rohrelement C mit zwei offenen Enden eine Querschnittsfläche S und eine Länge L aufweist. Das Rohrelement C wird in eine Flüssigkeit mit einer Dichte p auf eine Tiefe h eingetaucht. In diesem Fall wird davon ausgegangen, daß das nicht in die Flüssigkeit eingetauchte Rohrteil ein Volumen A hat und der atmosphärische Druck P ist. Unter Aufrechterhaltung dieser Bedingung wird, wie in Fig. 3 dargestellt, das obere offene Ende des Rohrelements C durch einen Deckel D geschlossen, und dann wird das Rohrelement C aus der Flüssigkeit herausbewegt.
• Unter der Voraussetzung, daß die Flüssigkeit in dem Rohrelement C nicht aus diesem abtropft, wird die Flüssigkeit aus dem unteren offenen Ende ausgebaucht, wobei die Oberflächenspannung der Flüssigkeit zur Vermeidung des Ausfließens der Flüssigkeit noch ausreichend ist. Dementsprechend wird die Flüssigkeitshöhe in dem Rohrelement C, wie in Fig. 3 dargestellt ist, von h auf h' verringert. Somit wird das Volumen eines durch den Deckel D definierten Innenraums von A auf B vergrößert, und entsprechend wird der Innendruck von P auf P' abgesenkt. Wenn man bedenkt, daß ein Kräftegleichgewicht in der Lage ist, die Flüssigkeit in dem Rohrelement C zurückzuhalten, kann in diesem Fall von der Gleichung P' + H' = P ausgegangen werden, da der atmosphärische Druck P an dem unteren offenen Endteil des Rohres C anliegt. Im übrigen ist der pneumatische Druck P' innerhalb des umschlossenen Raums des Rohres C durch P' = (L - h)P/(L - h') dargestellt. Da der Zähler (L - h) kleiner als der Nenner (L - h') ist, ist P' offensichtlich kleiner als P.
• Die Flüssigkeitsoberfläche am unteren offenen Ende des Rohres C hat, wie in Fig. 4 dargestellt ist, eine abgerundete Form. Aufgrund der Oberflächenspannung der Flüssigkeit kann die Flüssigkeit in dem Rohr C in diesem zurückgehalten werden. In Anbetracht der Druckdifferenz ΔP zwischen der inneren und der äußeren Oberfläche der zurückgehaltenen Flüssigkeit, kann ΔP = 2T/R angenommen werden. Hierin ist T die Oberflächenspannung und R der Radius des Bogens der ausgewölbten Flüssigkeit. Wenn die Druckdifferenz ΔP unterhalb eines vorbestimmten Niveaus liegt, wird es unmöglich, die Flüssigkeit-Selbsthaltefunktion durch die Flüssigkeit am unteren offenen Endteil des Rohres nachzuweisen. Da der Radius der Krümmung proportional zum Durchmesser des Rohres ist, wird andererseits der Krümmungsradius R groß, wenn das Rohr einen großen Durchmesser hat, um dadurch ΔP zu verringern, da die Oberflächenspannung T einen konstanten Wert darstellt.
• In Anbetracht der vorangegangenen Ausführungen ist die Bestimmung des Durchmessers des Rohres für die Bestimmung des Durchmessers der Einlaß-/Austragsöffnung der in Fig. 1 dargestellten Gießpfanne 3 anwendbar. Das heißt, um den Einspritzzyklus zu verringern und die Reduzierfunktion des pneumatischen Drucks in dem umschlossenen Raum B zu erhöhen, muß ein großer Durchmesser des Rohres gefordert werden. Der Durchmesser des Rohres muß jedoch klein sein, um die Verringerung der Druckdifferenz ΔP innerhalb eines bestimmten Bereichs beizubehalten. Es wird somit verständlich, daß der Durchmesser unter dem Blickwinkel dieser widersprüchlichen Probleme bestimmt werden muß.
• Unter der Annahme, der Durchmesser des Rohrelements C sei die Querschnittsfläche der Einlaß-/Austragsöffnung 3c der dargestellten Ausführungsform, wurden Versuche durchgeführt, um die Leckage der Metallschmelze entsprechend jeder Veränderung des Durchmessers der Einlaß-/Austragsöffnung 3c zu erforschen. Das Material der Metallschmelze war Aluminium (JISADC10), und die Temperatur der Metallschmelze betrug 770 plus/minus 10º Celsius.
• Zur Ermittlung des Verhältnisses zwischen dem Durchmesser der Einlaß-/Austragsöffnung und der Leckage der Metallschmelze wurden zehn Rohrelementtypen mit Durchmessern von 5 mm, 6 mm, 7 mm, 8 mm, 9 mm, 10 mm, 11 mm, 12 mm, 13 mm und 15 mm vorbereitet. Die Zuführmenge an Metallschmelze betrug 60 plus/minus 10 g und 180 plus/minus 10 g, und die Leckage der Metallschmelze durch die Rohrelemente wurde in jedem Fall der Zuführmengen gemessen. Im Ergebnis der Versuche ist im Falle der Anwendung von Rohrelementen im Durchmesserbereich von 5 bis 10 mm keine Leckage von Metallschmelze aufgetreten, wenn die Menge der zuzuführenden Metallschmelze 60 plus/minus 10 g betrug. Andererseits ist bei der Anwendung von Rohrelementen im Durchmesserbereich zwischen 11 und 13 mm eine geringe Menge der Metallschmelze aus den Rohren ausgetreten. Bei Anwendung des Rohrs mit dem Durchmesser von 15 mm ist die Metallschmelze in beachtlichem Umfang aus diesem ausgetreten. Das trifft auch auf die Zuführung von Metallschmelze zu, deren Gewicht 180 plus/minus 10 g beträgt.
• Wie aus den oben beschriebenen Versuchen deutlich wird, beträgt die zulässige obere Durchmesserbegrenzung, die für eine ausreichende Oberflächenspannungswirkung sorgen kann und Leckverluste der Metallschmelze vermeidet, 10 mm. Die auf diesen Durchmesser berechnete Fläche beträgt 78.5 mm². Andererseits wird bei einem Durchmesser von weniger als 5 mm, das heißt bei einer Querschnittsfläche, die kleiner als 19.6 mm² ist, die Eindringgeschwindigkeit der Metallschmelze in die Gießpfanne 3 verringert, und die Ausfließgeschwindigkeit der Metallschmelze aus der Gießpfanne 3 wird ebenfalls gesenkt. Daher kann die Temperatur der Metallschmelze in der Gießpfanne abgesenkt werden, was einen Qualitätsverlust des Guperzeugnisses zur Folge hat. Des weiteren kann der verlängerte Einspritzzyklus in einer Verringerung der Produktivität resultieren. Daher steht eine derart kleine Querschnittsfläche für die gegenwärtige Produktion nicht zur Verfügung. Es wurde somit gefunden, daß eine Querschnittsfläche der Einlaß-/Austragsöffnung 3c in einem Bereich von 20 bis 80 mm² geeignet ist.
• Im folgenden wird die Funktion einer mit einer Gießpfanne 3 ausgerüsteten Vorrichtung zum automatischen Zuführen einer Metallschmelze beschrieben, wobei die Gießpfanne mit einer Ansaug-/Ausflußöffnung 3c mit einer in den oben beschriebenen Versuchen erwähnten Querschnittsfläche ausgebildet ist. Zum Einleiten der in dem Tiegel 1 befindlichen Metallschmelze in die Gießpfanne 3 wird das Öffnungs-/Schleißventil 10 in Betrieb gesetzt, um geöffnet zu werden. Das heißt, beim Übertragen des Ventilöffnungssignals S1 vom Steuergerät 40 zum Solenoid 18a wird das elektromagnetische Ventil 18 in die zweite Umschaltposition 18Y umgeschaltet, so daß über den Luftkanal 18c, das elektromagnetische Ventil 18 und und den zweiten Luftkanal 9d Druckluft aus der Luftquelle 26 in die zweite Zylinderkammer 9b geleitet wird. Auf der anderen Seite wird Luft aus der ersten Zylinderkammer 9a über den ersten Luftkanal 9c und das elektromagnetische Ventil 18 in die Atmosphäre abgeführt. Das Öffnungs-/Schleißventil 10 wird somit angehoben und von der Bohrung 8a wegbewegt. Dementsprechend wird über das Verbindungsloch 8b, das Rohr 11 und das Durchgangsloch 5a Atmosphärenzustand in den Speicherraum 3d für die Metallschmelze eingeleitet.
• Unter Beibehaltung dieses Zustands wird der Antriebsmotor 14 des Vertikalbewegungsmittels 13 um einen vorbestimmten Winkelbetrag gedreht, um die Kugelumlaufspindel 15 um ihre Achse zu drehen und dadurch das Gleitstück 16 in eine vorbestimmte Position zu bewegen. Der untere Teil der Gießpfanne 3 wird so auf eine vorbestimmte Tiefe in die Metallschmelze 2 eingetaucht. Da der Speicherraum 3d für die Metallschmelze über das Verbindungsloch 8b, das Rohr 11 und das Durchgangsloch 5a im Deckel 5 mit der Atmosphäre verbunden ist, wird in diesem Fall die im Tiegel 1 befindliche Metallschmelze 2 in den Speicherraum 3d für die Metallschmelze geleitet, bis das Niveau der Metallschmelze im Speicherraum gleich dem Oberflächenniveau der Metallschmelze in dem Tiegel 1 ist.
• Wenn die Metallschmelze in einer vorbestimmten Menge in die Gießpfanne 3 eingeleitet worden ist, muß das Öffnungs-/Schließventil 10 geschlossen werden. Das heißt, wenn das Ventilschleißsignal S2 vom Steuergerät 40 zum Solenoid 18b übertragen wird, wird das elektromagnetische Ventil 18 in die erste Umschaltposition 18x umgestellt. Im Ergebnis dessen wird über den Luftkanal 18c, das elektromagnetische Ventil 18 und den ersten Luftkanal 9c Druckluft an die erste Zylinderkammer 9a des Pneumatikylinders 9 angelegt. Auf der anderen Seite wird die Luft in der zweiten Zylinderkammer 9b über den zweiten Luftkanal 9d und das elektromagnetische Ventil 18 in die Atmosphäre abgelassen. Das Öffnungs-/Schleißventil 10 wird daher nach unten bewegt, um über das Dichtelement 8c die Bohrung 8a zu verschleißen. Infolgedessen ist der für die Metallschmelze vorgesehene Speicherraum 3d von der Atmosphäre getrennt. Anschließend wird das Vertikalbewegungselement 13 zum Anheben der Zuführeinheit 12 für die Metallschmelze in Betrieb gesetzt. Da die Querschnittsfläche der Einlaß-/Austragsöffnung 3c richtig gewählt ist, fließt die Metallschmelze 2 in der Gießpfanne 3 in diesem Fall nicht aus der Einlaß-/Austragsöffnung 3c aus.
• Nach Vervollständigung des Anhebens der Zuführeinheit 12 für die Metallschmelze wird die Transporteinheit 17 zur Bewegung der Zuführeinheit 12 für die Metallschmelze zur Gießöffnung des Injektionsrohres (nicht dargestellt) in der Druckgußmaschine in Betrieb gesetzt. Dann wird die in der Gießpfanne 3 befindliche Metallschmelze in das Injektionsrohr gegossen. In diesem Fall wird der Pneumatikzylinder 9 zum Öffnen des Öffnungs-/Schleißventils 10 wieder betätigt, um der Atmosphäre über das Verbindungsloch 8b mittels des Rohres 11 und des Durchgangsloches 5a Zugang zu dem Speicherraum 3d für die Metallschmelze zu verschaffen. Infolgedessen wird die Metallschmelze in der Gießpfanne 3 aufgrund des atmosphärischen Drucks und des Eigengewichts der Schmelze durch die Einlaß-/Austragsöffnung 3c in das Injektionsrohr abgelassen. Nach Beendigung der Zuführung der Schmelze in das Injektionsrohr wird die Transporteinheit 17 in Betrieb gesetzt, so daß die Zuführeinheit 12 für die Metallschmelze wieder in eine Position oberhalb des Tiegels 1 bewegt wird. Der obige Vorgang wird zur effektiven und aufeinanderfolgenden Zuführung der Metallschmelze in das Injektionsrohr wiederholt ausgeführt.
• Anschleißend wird eine Vorrichtung zur automatischen Zuführung einer Metallschmelze gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf Fig. 5 beschrieben, wobei gleiche Teile und Komponenten wie jene in Fig. 1 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Die zweite Ausführungsvariante ist - abgesehen von dem Verbindungs-/Absperrmittel 4A mit der Atmosphäre - der ersten Ausführungsform im wesentlichen ähnlich.
• Insbesondere schleißt das Verbindungs-/Absperrmittel 4A zur Atmosphäre nach der zweiten Ausführungsform nicht wie bei der ersten Ausführungsform das Öffnungs-/Schließventil 10 und den Kolben 10a ein. Speziell ist ein durch den Ventilkörper 8 bestimmter innerer Raum über ein elektromagnetisches Ventil 19 und einen Luftkanal 19b wahlweise mit der Atmosphäre verbindbar. Das elektromagnetische Ventil 19 ist so ausgebildet, daß eine erste Umschaltposition 19X geschaffen wird, bei der das Innere des Ventilkörpers 8 von der Atmosphäre getrennt wird, sowie eine zweite Umschaltposition 19Y zur Verfügung steht, bei der das Innere des Ventils mit der Atmosphäre verbindbar ist. (Fig. 5 zeigt im übrigen die zweite Umschaltposition). Das elektromagnetische Ventil 19 ist zu diesem Zweck mit einem Solenoid 19a versehen, das über eine Leitung 40c mit einem Steuergerät 40 der Druckgußmaschine verbunden ist. Des weiteren ist eine Feder 19c mit dem elektromagnetischen Ventil 19 verbunden, um letzteres normalerweise zum Einnehmen der zweiten Umschaltposition 19Y anzutreiben.
• Bei dieser Anordnung wird zum Einbringen der Metallschmelze in die Gießpfanne 3 von dem Steuergerät 40 kein Steuersignal übertragen. Das elektromagnetische Ventil 19 nimmt daher aufgrund der Vorspannkraft der Feder 19c - wie in Fig. 5 dargestellt - die zweite Umschaltposition 19Y ein. Folglich wird der Innenraum des Ventilkörpers 8 mit der Atmosphäre verbunden, um der Metallschmelze 2 die Einleitung in die Gießpfanne 3 zu erlauben. Für den Transport der in der Gießpfanne 3 zurückgehaltenen Metallschmelze zum Injektionsrohr wird ein Atmosphären-Absperrsignal S3 über die Leitung 40c vom Steuer gerät 40 zum Solenoid 19a übertragen, so daß das elektromagnetische Ventil 19 entgegen der Vorspannkraft der Feder 19c in die erste Umschaltposition 19X umgeschaltet wird. Infolgedessen wird das Innere des Ventilkörpers 8 von der Atmosphäre getrennt. Dementsprechend wird der Speicherraum 3d für die Metallschmelze in der Gießpfanne 3 ebenfalls verschlossen. Die Metallschmelze 2 kann daher während des Transports ohne irgendwelche Leckverluste durch die Einlaß-/Austragsöffnung 3c in der Gießpfanne 3 zurückgehalten werden. Die anderen Vorgänge sind die gleichen wie die in dem ersten Ausführungsbeispiel, und daher kann eine weitere Beschreibung entfallen.
• Eine Vorrichtung zur automatischen Zuführung einer Metallschmelze gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf Fig. 6 beschrieben. Die dritte Ausführungsvariante ist eine Verbesserung der ersten und zweiten Ausführungsform, und zwar um weiterhin zu verhindern, daß in der Gießpfanne 3 zurückgehaltene Metallschmelze während des Transports der Gießpfanne aus der Einlaß-/Ausflußöffnung 3c austritt. Um es genauer zu sagen: Im Falle des Transports der Metallschmelze kann sich in der Gießpfanne 3 und dem Rohr 11 eingeschlossene Luft aufgrund der Wärme der Metallschmelze 2 ausdehnen. Daher kann gemäß Fig. 3 der Druck P' des eingeschlossenen Raums B erhöht werden und in die Nähe des atmosphärischen Drucks P gelangen. Aufgrund der Innendruckerhöhung kann die in der Gießpfanne 3 zurückgehaltene Metallschmelze aus dieser auslaufen. Die Metallschmelze kann mit anderen Worten durch die Öffnung austreten, bis der erhöhte Innendruck auf P' reduziert wird. Ein derartiger Leckverlust der Metallschmelze kann eine Verringerung oder Veränderung der Gießmenge bewirken, die folglich die Gießgenauigkeit herabsetzt. Dieses pHänomen kann insbesondere bei einer großen Querschnittsfläche der Einlaß-/Ausflußöffnung 3c auftreten, zum Beispiel wenn der Durchmesser der Öffnung 3c ungef ähr bei 10 mm liegt. In Anbetracht des oben Gesagten ist die dritte Ausführungsform mit einem Saugmittel versehen, das mit dem hermetisch abgeschlossenen Raum verbunden ist, um die Luft in dem abgeschlossenen Raum in einer der Expansionsgröße entsprechenden Größe zu dekomprimieren, das heißt, um den Innendruck P' innerhalb des abgeschlossenen Raums B nach Fig. 3 beizubehalten.
• Gemäß Fig. 6 entsprechen ein geschlossener Raum B in der Gießpfanne 3 und das Rohr 11 dem in Fig. 3 dargestellten geschlossenen Raum B, und der geschlossene Raum B' ist mit dem Saugmittel 20 verbunden. Das Saugmittel 20 umfaßt einen Druckluftzylinder 23, eine Zylinderstange 23a, einen Kolben 23b, einen Zylinder 25, einen O-Ring 24 und ein elektromagnetisches Ventil 22. Ein Ende des Zylinders 25 ist an ein Ende einer Luftleitung 27 angeschlossen, deren anderes Ende an ein Verbindungsloch 8d, das mit der Bohrung 8a des Ventilkörpers 8 verbunden ist, angeschlossen ist. Die Kolbenstange 23b ist über den O-Ring 24 gleitend innerhalb des Zylinders 25 angeordnet. Der Kolben 23b ist über die Kolbenstange 23a integral an einen Kolben 23c gekoppelt, der in dem Druckluftzylinder 23 gleitend angeordnet ist. Der Kolben 23c teilt den Druckluftzylinder 23 in erste und zweite Kammern 23d und 23e, die jeweils über Luftkanäle 28a und 28b mit dem elektromagnetischen Ventil 22 verbunden sind. Das elektromagnetische Ventil 22 schafft erste und zweite Umschaltpositionen 22X und 22Y. Dazu sind jeweils erste und zweite Solenoide 22a und 22b über Leitungen 40g und 40f mit einem Steuergerät 40 der Druckgußmaschine verbunden.
• Bei dieser Anordnung wird die Metallschmelze durch Abtrennen des Speicherraums für die Metallschmelze von der Atmosphäre aufgrund des Schließens des Öffnungs-/Schleißventils 10 ähnlich der ersten Ausführungsform in der Gießpfanne 3 zurückgehalten. Der Betrieb des Saugmittels 20 wird aufgenommen, wenn die Gießpfanne 3 entsprechend der Hubbewegung der Zuführungseinheit 12 für die Metallschmelze durch Betätigung des Vertikalbewegungsmittels 13 gerade von der oberen Fläche der Metallschmelze in dem Tiegel 1 weggefahren wird. Der Zeitpunkt des Betriebsbeginns des Saugmittels 20 ist jedoch nicht auf diesen Pfannen-Wegfahrzeitpunkt begrenzt, sondern es sind in Verbindung mit einer Änderung des Innendrucks aufgrund einer Temperaturerhöhung in dem geschlossenen Raum B' verschiedene Zeitpunkte denkbar.
• Ein Druckminderungssignal S4 wird über die Leitung 40g vom Steuergerät 40 der Druckgußmaschine zum ersten Solenoid 22a des elektromagnetischen Ventils 22 übertragen, um die Luft innerhalb des geschlossenen Raums B' zwangsläufig abzusaugen. Im Ergebnis dessen wird das elektromagnetische Ventil 22 in die erste Umschaltposition 22X umgestellt, so daß die Druckluft aus der Luftquelle 26 über die Luftleitung 28a zur ersten Kammer 23d des Zylinders 23 geleitet wird. Folglich wird der Kolben 23b in die mit der unterbrochenen Linie dargestellte Position in Fig. 6 nach links bewegt. Somit wird das Innenvolumen des geschlossenen Raums B' erhöht, um dadurch in dem Raum B' eine Druckminderung zu erreichen. Diese Druckreduzierungsgröße wird unter dem Gesichtspunkt der Druckerhöhung in dem Rohr 11 usw. aufgrund der Wärmeausdehnung der Luft, die infolge der Einführung der erwärmten Metallschmelze in die Gießpfanne 3 erfolgt, korrekt gewählt. Zu diesem Zweck wird der Kolben 23c einer Hubeinstellung unterzogen. Daher kann die Druckerhöhung in der dargestellten Ausführungsform aufgrund der Ausdehnung der Luft in dem geschlossenen Raum B' durch das Absaugen der Luft rückgängig gemacht werden, um dadurch den Innendruck bis zum Niveau von P' oder kleiner als P' in dem geschlossenen Raum B' beizubehalten und so während des Transports der Gießpfanne das Ausfließen von Metallschmelze aus der Einlaß-/Austragsöffnung 3c zu vermeiden.
• Das Gießen der Metallschmelze in das Injektionsrohr wird auf die gleiche Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel durchgeführt. Um das Austragen der Metallschmelze aus der Gießpfanne 3 zu erleichtern, wird hier durch das Saugmittel 20 ein Bereitschaftszustand vorgesehen, in dem der Innendruck des geschlossenen Raums B' leicht erhöht wird. Das heißt, es wird ein Bereitschaftssignal S5 über die Leitung 40f vom Steuergerät 40 zum zweiten Solenoid 22b des elektromagnetischen Ventils 22 übertragen, so daß das elektromagnetische Ventil 22 in die zweite Umschaltposition 22Y umgestellt wird. Dementsprechend wird die Druckluft der Luftquelle 26 zur Bewegung des Kolbens 23b in Fig. 6 nach rechts über die Luftleitung 28b der zweiten Kammer 23e des Zylinders 23 zugeführt. Der Kolben 23b nimmt daher zur leichten Druckerhöhung in dem geschlossenen Raum Bß und zur Erleichterung der Abgabe der Metallschmelze die mit der durchgezogenen Linie gekennzeichnete Position ein. Das Ventilöffnungssignal S1 vom Steuergerät 40 wird im übrigen vor dem Erzeugungszeitpunkt des Bereitschaftssignals S5 erzeugt, und zumindest das Ventilöffnungssignal S1 und das Bereitschaftssignal S5 werden gleichzeitig erzeugt.
• Anschließend wird eine Vorrichtung zur automatischen Zuführung einer Metallschmelze gemäß einer vierten Ausführungsform dieser Erfindung mit Bezug auf Fig. 7 beschrieben. Ähnlich der dritten Ausführungsform ist die vierte Ausführungsform eine Verbesserung der ersten und der zweiten Ausführungsvariante dadurch, daß ein Saugmittel 20A vorgesehen ist. Der Aufbau des Saugmittels unterscheidet sich jedoch von dem der dritten Ausführungsform. Das Saugmittel 20A der vierten Ausführungsform umfaßt im großen und ganzen ein elektromagnetisches Ventil 34 und eine Ejektorpumpe 31. Das elektromagnetische Ventil 34 ist über einen Luftkanal 35 mit einem Verbindungsloch 8d (siehe auch Fig. 6) eines Ventilkörpers 8 und über ein Rückschlagventil 33 mit der Ejektorpumpe 31 verbunden. Die Ejektorpumpe 31 hat eine mit einer Luftquelle 26 verbundene Einlaßöffnung und eine mit einem Schalldämpfer 32 verbundene Auslaßöffnung. Der Ejektorpumpe 31 wird von der Luftquelle 26 kontinuierlich Druckluft zugeführt, und die Luft wird über den Schalldämpfer 32 in die Atmosphäre abgeführt. Daher wird innerhalb der Ejektorpumpe 31 eine Zone 31a geringen Drucks erzeugt, deren Druck geringer als der atmosphärische Druck ist. Das elektromagnetische Ventil 34 ist zur wahlweisen Verbindung der Zone geringen Drucks 31a mit dem Verbindungsloch 8d vorgesehen.
• Das elektromagnetische Ventil 34 ist mit einem an das Steuergerät 40 der Druckgußmaschine angeschlossenen Solenoid 34a ausgestattet, um erste und zweite Umschaltpositionen 34c und 34d des Ventils 34 vorzusehen. Des weiteren ist eine Feder 34b mit dem elektromagnetischen Ventil 34 verbunden, um letzteres normalerweise in Richtung der ersten Umschaltposition 34c zu drücken. Darüber hinaus ist an der ersten Umschaltpositionsseite des elektromagnetischen Ventils 34 eine Absperröffnung 34e vorgesehen, die mit einem Stopfenelement 34f verschlossen ist. Das steuergerät 40 ist mit einem Zeitgeber (nicht dargestellt) ausgestattet. Während des Einschaltzustandes des Zeitgebers wird dem Solenoid 34a kontinuierlich ein Saugsignal S6 zugeführt, um dadurch den Umschaltzeitpunkt und die Umschaltdauer in bezug auf die zweite Umschaltposition 34d des elektromagnetischen Ventils 34 zu bestimmen. Die Einschaltdauer wird im übrigen vorher festgelegt, und zwar aufgrund von Versuchen, in denen die Dauer der Druckreduzierung auf P' erhalten wird, wobei der Druck innerhalb des geschlossenen Raums P' anfangs erhöht wird.
• Bei dieser Anordnung ist die Zone geringen Drucks 31a wegen der kontinuierlichen Druckluftzufuhr von der Luftquelle 26 immer innerhalb der Ejektorpumpe 31 vorgesehen. In diesem Zustand wird das Öffnungs-/Schleißventil - ähnlich der ersten und dritten Ausführungsvariante - geschlossen, um den Speicherraum für die Metallschmelze von der Atmosphäre zu trennen und die Schmelze in der Gießpfanne 3 zurückzuhalten. Zum Anheben des Zuführungsteils 12 für die Metallschmelze wird das Vertikalbewegungsmittel 13 in Betrieb gesetzt. Unmittelbar nachdem die Gießpfanne 3 von der Oberfläche der Metallschmelze im Tiegel 1 wegfährt, wird der Zeitgeber auf EIN geschaltet. In Reaktion auf das EIN-signal wird das Saugsignal S6 zum Solenoid 34a übertragen, und zwar zur Bewegung des elektromagnetischen Ventils 34 entgegen der Vorspannkraft der Feder 34b zur zweiten Umschaltposition 34d. Dadurch wird die Zone geringen Drucks 31a über das Rückschlagventil 33, das elektromagnetische Ventil 34 und den Luftkanal 35 mit dem geschlossenen Raum B' in Verbindung gebracht. Dementsprechend kann der Druck, der aufgrund der Wärme der Metallschmelze innerhalb des geschlossenen Raums B' erhöht worden ist, in die Ejektorpumpe 31 eingeleitet werden. Ähnlich der dritten Ausführungsform kann daher die Druckerhöhung innerhalb des geschlossenen Raums B', das heißt, innerhalb der Gießpfanne und des Rohres 11, zurückgenommen werden, so daß der Druck im Raum B' gleich dem oder kleiner als der Druck P' wird, um dadurch eine Leckage der Metallschmelze während des Transports zu vermeiden.
• Wenn der Zeitgeber/Takter auf AUS gestellt ist, wird kein saugsignal S6 mehr erzeugt. Das elektromagnetische Ventil 34 wird somit aufgrund der Vorspannkraft der Feder 34b in die erste Umschaltposition 34c bewegt. Dementsprechend wird der geschlossene Raum B' von der Ejektorpumpe 31 getrennt. In diesem Fall kann die Luft innerhalb des geschlossenen Raums B' aufgrund des Stopfenelements 34f nicht in die Atmosphäre entweichen.
• Gemäß der Vorrichtung zur automatischen Zuführung einer Metallschmelze nach dieser Erfindung ist - wie oben beschrieben - das Abtropfen der Metallschmelze aus der Gießpfanne während des Transports vermeidbar, und die Metallschmelze in der Gießpfanne kann sicher und leicht in dieser zurückgehalten werden, da die Querschnittsfläche der Einlaß-/Austragsöffnung der Gießpfanne richtig gewählt ist. Da ein Abtropfen von Metallschmelze aus der Gießpfanne nicht auftritt, kann die Genauigkeit der Zuführungsmenge an geschmolzenem Metall verbessert werden. Des weiteren kann die Metallschmelze glatt in die Gießpfanne eingebracht werden und ohne signifikante Verringerung der Austragsgeschwindigkeit gleichmäßig aus die ser ausgetragen werden, da die Querschnittsfläche der Einlaß-/Austragsöffnung nicht kleiner als 20 mm² ist. Dementsprechend kann zur Verringerung des Einspritzzyklus die Temperaturabsenkung der Metallschmelze in der Gießpfanne in einem Minimalniveau vermieden werden. Aufgrund der Verringerung des Einspritzzyklus' kann auch die Erzeugung eines Oxidfilms auf der Oberfläche der Metallschmelze in der Gießpfanne vermieden werden, was zu einer Verbesserung der Qualität des Gußerzeugnisses führt. Darüber hinaus kann die gesamte Vorrichtung einen einfachen Aufbau aufweisen, so daß ein Gerät mit geringen Kosten zur Verfügung steht.
• Des weiteren ist gemäß der Vorrichtung zur automatischen Zuführung der Metallschmelze nach der dritten und vierten Ausführungsvariante das Saugmittel wahlweise mit dem geschlossenen Raum der Gießpfanne und dem sich zwischen der Gießpfanne und dem Verbindungs-/Absperrmittel mit der Atmosphäre erstreckenden Rohr verbunden, um zu verhindern, daß der Druck innerhalb des Raums erhöht wird. Daher kann die Druckerhöhung aufgrund der durch die Speicherung der erhitzten Metallschmelze hervorgerufenen Luftausdehnung rückgängig gemacht werden, um dadurch das Abtropfen von Metallschmelze aus der Gießpfanne während des Transports weiter zu verhindern. Folglich kann die Gießgenauigkeit weiter verbessert werden, und es können saubere und sichere Arbeitsbedingungen geschaffen werden.

Claims (9)

1. Eine Vorrichtung zur automatischen Zuführung einer Metallschmelze, umfassend:

eine Gießpfanne mit einem oberen Öffnungsteil, einem mit einer Einlaß-/Austragsöffnung für die Metallschmelze ausgebildeten unteren Teil und einer einen Speicherraum für die Metallschmelze definierenden Innenfläche;

ein mit einem Durchgangsloch versehenes Deckelteil zum Verschließen der oberen offenen Seite der Gießpfanne;

ein rohrförmiges Element mit einem an das Durchgangsloch angeschlossenen Ende und einem weiteren Ende;

Verbindungs-/Absperrmittel zur Atmosphäre, die zur wahlweisen Abtrennung des Speicherraums für die Metallschmelze von der Atmosphäre an das andere Ende des rohrförmigen Elements angeschlossen sind, um die Metallschmelze in dem Speicherraum zurückzuhalten, wobei innerhalb der Gießpfanne und des rohrförmigen Elements ein geschlossener Raum gebildet wird, wenn die Metallschmelze in dem Speicherraum zurückgehalten wird;

wobei der Querschnittsbereich der Einlaß-/Austragsöffnung für die Metallschmelze in der Größenordnung von 20 bis 80 mm² liegt, um nacheinander eine geringe Menge des Schmelzmetalls einer gewünschten Stelle zuführen zu können.

2. Die Vorrichtung zur automatischen Zuführung einer Metallschmelze nach Anspruch 1, die ferner mit dem geschlosse nen Raum verbindbare Saugmittel zur Verringerung des Drucks in dem geschlossenen Raum bei Zurückhalten der Metallschmelze in dem Speicherraum umfaßt.

3. Die Vorrichtung zur automatischen Zuführung einer Metallschmelze nach Anspruch 1, wobei das Verbindungs-/Absperrmittel zur Atmosphäre umfaßt:

einen mit einem Verbindungsloch zur Verbindung mit der Atmosphäre und einer mit dem einen Ende des rohrförmigen Elements in Verbindung stehenden Bohrung ausgebildeten Ventilkörper;

ein in dem Ventilkörper bewegbares Öffnungs-/Schleißventil zum wahlweisen Verschleißen der Bohrung;

einen an dem Ventilkörper angebrachten Pneumatikzylinder;

einen mit dem Öffnungs-/schleißventil verbundenen und in dem Pneumatikzylinder bewegbaren Kolben, wobei der Kolben einen inneren Raum des Pneumatikzylinders in eine erste und eine zweite Kammer abgrenzt; und

eine Zylinderantriebsvorrichtung zur Bewegung des Kolbens, um dadurch das Öffnungs-/Schleißventil zu der Bohrung hin und von dieser weg zu bewegen.

4. Die Vorrichtung zur automatischen Zuführung einer Metallschmelze nach Anspruch 3, wobei die Zylinderantriebsvorrichtung umfaßt:

ein mit der ersten und der zweiten Kammer verbundenes elektromagnetisches Ventil, wobei das elektromagnetische Ventil erste und zweite Solenoide zur wahlweisen Schaffung erster und zweiter Umschaltpositionen des elektromagnetischen Ventils aufweist;

eine mit dem elektromagnetischen Ventil verbundene Luftquelle zur wahlweisen Zuführung von Druckluft in eine der ersten und zweiten Kammern in Reaktion auf die Umschalttätigkeit des elektromagnetischen Ventils; und

ein mit dem ersten und dem zweiten Solenoid verbundenes Steuergerät zur Ausgabe von Schließ- und Öffnungssignalen an das erste und das zweite Solenoid, um dadurch das elektromagnetische Ventil in die erste oder die zweite Umschaltposition zu bewegen, wobei das elektromagnetische Ventil die zweite Umschaltposition in Reaktion auf das öffnungssignal herstellt, um die Luftquelle mit der zweiten Kammer zu verbinden, und die erste Umschaltposition in Reaktion auf das Schleißsignal herstellt, um die Luftquelle mit der ersten Kammer zu verbinden.

5. Die Vorrichtung zur automatischen Zuführung einer Metallschmelze nach Anspruch 1, wobei das Verbindungs-/Absperrmittel zur Atmosphäre umfaßt:

eine Raumkammer, die mit einer mit dem einen Ende des rohrförmigen Elements verbundenen Bohrung und einem Verbindungsloch versehen ist;

ein an das Verbindungsloch angeschlossenes elektromagnetisches Ventil, wobei das elektromagnetische Ventil ein Solenoid und eine Feder aufweist und eine erste Umschaltposition zum Trennen des Verbindungslochs von der Atmosphäre sowie eine zweite Umschaltposition zur Verbindung des Verbindungslochs mit der Atmosphäre herstellt; und

eine Antriebsvorrichtung für das elektromagnetische Ventil zu dessen wahlweiser Bewegung in die erste Umschaltposition.

6. Die Vorrichtung zur automatischen Zuführung einer Metallschmelze nach Anspruch 5, wobei die Antriebsvorrichtung für das elektromagnetische Ventil ein Steuergerät umfaßt, das zur Bewegung des elektromagnetischen Ventils entgegen der Vorspannkraft der Feder in die erste Umschaltposition ein Absperrsignal für das Solenoid erzeugt.

7. Die Vorrichtung zur automatischen Zuführung einer Metallschmelze nach Anspruch 4, die weiterhin zur Verringerung des Drucks innerhalb des geschlossenen Raums, und zwar wenn die Metallschmelze in dem Speicherraum zurückgehalten wird, Saugmittel umfaßt, die mit dem geschlossenen Raum wahlweise verbindbar sind.

8. Die Vorrichtung zur automatischen Zuführung einer Metallschmelze nach Anspruch 7, wobei der Ventilkörper ferner mit einem zweiten mit der Bohrung in Verbindung stehenden Verbindungsloch ausgebildet ist und wobei das Saugmittel umfaßt:

einen mit dem zweiten Verbindungsloch in Verbindung stehenden zweiten Pneumatikzylinder;

einen in dem zweiten Pneumatikzylinder gleitend bewegbaren zweiten Kolben;

einen dritten Zylinder,

einen mit dem zweiten Kolben über eine Stange verbundenen dritten Kolben, wobei der dritte Kolben einen inneren Raum des dritten Zylinders in erste und zweite Zylinderkammern teilt; und

ein mit der ersten und der zweiten Zylinderkammer verbundenes zweites elektromagnetisches Ventil, wobei die Luftquelle mit dem zweiten elektromagnetischen Ventil verbunden und das Steuergerät zur wahlweisen Übertragung eines Saugsignais und eines Bereitschaftssignals an das zweite elektromagnetische Ventil ebenfalls an das zweite elektromagnetische Ventil angeschlossen ist, und das zweite elektromagnetische Ventil eine erste Umschaltposition zur Verbindung der Luftquelle mit der ersten Zylinderkammer als Reaktion auf das Saugsignal aufweist, um dadurch den Druck innerhalb des geschlossenen Raums zu vermindern, und das zweite elektromagnetische Ventil eine zweite Umschaltposition zur Verbindung der Luftquelle mit der zweiten Zylinderkammer als Reaktion auf das Hilfssignal aufweist, um dadurch den Druck innerhalb des geschlossenen Raums zu erh:hen.

9. Die Vorrichtung zur automatischen Zuführung einer Metallschmelze nach Anspruch 7, wobei der Ventilkörper des weiteren mit einem zweiten mit der Bohrung in Verbindung stehenden Verbindungsloch ausgebildet ist und wobei das Saugmittel umfaßt:

ein mit dem zweiten Verbindungsloch verbundenes zweites elektromagnetisches Ventil, wobei das zweite elektromagnetische Ventil eine Feder und ein mit dem Steuergerät verbundenes Solenoid aufweist und erste und zweite Umschaltpositionen vorgesehen sind; und

eine an die Luftquelle und über ein Rückschlagventil an das zweite elektromagnetische Ventil angeschlossene Ejektorpumpe, wobei innerhalb der Ejektorpumpe mittels einer kontinuierlichen Luftzufuhr in diese von der Luftquelle ein Bereich geringen Drucks geschaffen wird und das Steuergerät zur Bewegung des zweiten elektromagnetischen Ventils gegen die Vorspannkraft der Feder in die zweite Umschaltposition ein Saugsignal an das Solenoid liefert, um eine Fluidverbindung zwischen der Ejektorpumpe und dem zweiten Verbindungsloch zu ermöglichen.