DD142672A1 - Verfahren zur galvanischen formfuellungserfassung zur steuerung von metallgiessprozessen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet Messung und Steuerung von Produktionsprozessen, insbesondere der Gießereitechnik. Ziel der Erfindung ist es, die durch subjektive Beeinflussung im Gießprozeß hervorgerufenen Mängel der zeitlichen und volumenmäßigen Übersteuerung zu beseitigen. Erreicht wird das durch ein mit bekannten Meß- und Schaltelementen durchgeführtes Verfahren der unmittelbaren Füllstandsnessung in der Gießform bei gleichzeitiger Beeinflussung des Gießprozesses, d.h. bei Erreichen des Füllvolumens in der Form wird der Gießprozeß unterbrochen und die nächste Gießform eingefahren. Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß durch die elektrische Verbindung der Meßelektrode und der Kontaktelektrode mit einem Schaltglied und der galvanischen Verbindung der beiden Elektroden über die Schmelze die Vergießautomatik gesteuert wird, so daß durch die Beseitigung der subjektiven Beeinflussung über den Zeitgewinn und die Materialreduzierung eine höhere Arbeitsproduktivität erreicht wird. Vornehmlich wird dieses Verfahren dort Anwendung finden, wo Arbeitsprozesse mit dosierten Metallschmelzen durchgeführt werden und insbesondere Dosierungen mit engen Toleranzen benötigt werden. — Fig.1 -

Description

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1. Titel der Erfindung

Verfahren zur galvanischen Formfüllungserfassung zur Steuerung von Metallgießprozessen

2. · Anwendungsgebiet der Erfindung

Die erfindung findet Anwendung in der Gießereitechnik, insbesondere bei der Durchführung von mechanisierten oder automatisierten Metallgießprozessen, vorzugsweise bei Gießverfahren, die eine Portionierung der Gießmetalle erfordern.

3· Charakteristik der bekannten technischen Lösungen. Zur Durchführung des mechanisierten oder automatisierten Metallgießprozesses ist eine Steuergröße zur Dosierung der gewünschten Gießmenge für die jeweilige Gießform erforderlich. Von den bekannten Verfahren sind am gebräuchlichsten die Gewicht sdosierung mittels Gefäßwägung und die Dosierung über Gießzeiteinstellung bei druckmittelbetätigten, stopfenbetätigten und magnetο-hydrodynamischen Anlagen. Den Besonderheiten der Gießeinrichtung und der Gießformen Rechnung tragend sind ständige oder zumindest, in geringen. Abständen vorzunehmende manuelle Korrekturen der Gießpara— meter erforderlich; ebenso bedingen Modellwechsel Meuein— Stellungen der Dosiergrößen.

Es sind weiterhin Verfahren bekannt, die die Nachteile der aufgezeigten Dosierverfahren zu kompensieren versuchen, indem die Anwesenheit von Gießmetall im Steiger bzw. der Ein—

ι gußöffnung der gefüllten Formen mittels optischer oder thermodynamischer Dedektoren registriert wird, wobei relativ empfindliche Einrichtungen angewendet werden müssen, die dem rauhen Gießereibetrieb nur bedingt standhalten. Störende, das Keßergebnis verfälschende Faktoren wie bren-

) nende Gießgase, Schlacke und Verunreinigungen auf der Badoberfläche, formenspezifische und metallurgische Belange u.a. wirken negativ auf den Ablauf ein.

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Außerdem eignet sich dieses Verfahren nur für einige Gieß- verfahren und kann z.B. bei Schleuderguß u.a. nicht eingesetzt werden.

4. Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, die aus dem Stand der Technik bekannten technischen und ökonomischen Mangel zu beseitigen. Besonders stellen sich diese Mangel so dar, daß 4-0 - bei der Gewichts- bzw. Zeit do sie rung einerseits die manu-. eil veränderlichen Gießparameter negativ einwirken, hinzukommen die Störgrößen der Gießanlage wie Erosion der Gießdüse·, Viskositätsänderung der Schmelze infolge von Temperatur- und Analyseschwankungen, die eine Veränderung der Abgußmenge bewirken und ständig vom Bedienmann korrigiert,

werden müssen; ' ·

- bei den bekannten Meßmethoden unmittelbarer Anwesenheits- · feststellung von Gießmetall im Steiger die dabei· eingesetzten Einrichtungen für den rauhen Betrieb, zu empfindlich.. sind, der Einsatz erst bei höheren Temperaturen möglich. ist, formenspezifische und metallurgische Störgrößen wie aus dem Steiger austretende brennende Gießgase, Schlacke auf der Metallbadoberfläche etc. das Meßergebnis verfälschen und demzufolge ein reibungsloser automatischer Be-55' trieb in Präge gestellt ist.

Der hohe ökonomische Aufwand für die Steuer- und Regeleinrichtungen gewährleistet trotzdem keinen reibungslosen, automatischen Ablauf.

5. Darlegung des Wesens der Erfindung

6Ö Die technische Aufgabe wird dadurch gelöst, daß physikalische Eigenschaften durch den Einsatz- an sich bekannter Elemente so ausgenutzt werden, daß die Füllstandsmessung auf galvanischem Wege erfolgt

Hierbei werden drei Möglichkeiten dargestellt, einmal die Füllstandserfassung im unmittelbaren Steigerbereich, zum zweiten im Bereich der Eingußöffnung von Gußformen, ohne daß der Gießstrahl die" Meßelektrode trifft, und drittens innerhalb einer Schleudergußkokille.

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Die wesentlichen Merkmale der Erfindung stellen sich wie 7.0 folgt dar:

- Meßelektrode aus hochschmelzenden, leitfähigem Material wird mittels mechanischer Einrichtung in die Meßzone ein~ geführt;

- Gegenelektrode oder Kontaktelektrode gleicher Art im Gießgefäß mit ständigem Kontakt mit der Schmelze;

- beide Elektroden sind mit der Steuerungsautomatik der Gießeinrichtung unmittelbar gekoppelt;

- bei Gießeinrichtungen: mit Stopfenverschluß wird der leit— fähige Stopfen als Gegenelektrode verwendet.

Mit der aus den oben genannten technischen Mitteln bestehenden neuen Meßeinrichtung ist es möglich, den Verfahrensschritt "Füllstandsmessung" unmittelbar in den automatisierten Gießprozeß einzufügen, ohne daß hierbei weitere subjektive Eandlungsfaktoren erforderlich sind.

Der Vorteil mit der Anwendung dieses Meßverfahrens bestefct darin, daß einerseits keine subjektiv beeinflußte Handlung in den Dosierungsprozeß eingreift und andererseits durch die. gegenüber der bisherigen Handhabungen genauere Gießmetall— dosierung je nach Gießverfahren bis zu 5 % Gußmaterial -einge— spart wird und der Ausschußanteil durch nicht vollständig gefüllte Formen entfällt.

6. Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel.

näher erläutert werden

In der Zeichnung bedeuten

Fig.1: Anordnung der Meßeinrichtung: Gießeinrichtung - Steiger der Gießform

Fig.2; Anordnung der Meßeinrichtung: Gießeinrichtung - Ein— gußöffnung der Gießform

Fig.3: Anordnung der Meßeinrichtung: Gießeinrichtung Schleudergußkokille

Zu einer Vergießeinrichtung 1 ist im automatisierten Gieß— betrieb eine Formanlage mit den Gießformen 2 bzw. Schleudergußkokiile 5 angeordnet. Die Lage zueinander ist so ausgeführt, daß der Gießstrahl 9 aus der flüssigen Schmelze 8

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in die Füllöffnung 4 der Gießform 2 oder über eine Zusatz— rinne 7 in diese gelangt. Die Form wird entsprechend der. Erfordernisse gefüllt. Die Anzeige des Füllstandes wird über die Meßelektrode 13, die in den Steiger 3 oder die Füllöffnung 4 oder die Stirnseite der Schleudergußkokille 5 eingeführt ist, als Information des elektrischen Impulses über die Verbindung zur Kontaktelektrode 14 mittels Schaltglied. 12 bewerkstelligt, und über die Schalteinrichtung der Ver-gießanlage 1 zur. Unterbrechung des Gießstrahles 9 benutzt.

115. Das Betätigen der Meßelektrode 13 bezüglich- des Ein- und Ausfahrens wird durch eine geeignete mechanische Einrichtung 11 vorgenommen.

Der Ablauf erfolgt so, daß nach dem Einfahren der zu füllenden Gießform 2 in die Stellung "Füllen" die Gießöffnung de r Dosiereinrichtung freigegeben wird und der Gießstrahl 9 aus der Metallbadschmelze 8, welche sich im Gefäß der Vergieß— einrichtung 1 befindet, durch die Füllöffnung 4 bzw. über die Zwischenrinne 7 in die Gießform 2 bzw. die Schleudergußkokille 5 gelangt. Gleichzeitig wird durch eine geeignete mechanische Einrichtung 11:, die ihre Schaltinformation, durch den Gießbeginn erhält, die Meßelektrode 13 in den Steiger 3 oder die Füllöffnung 4 oder in den Gießraum 6 der Schleudergußkokille 5 mit vorprogrammierter Badspiegelhöhen— einstellung eingeführt. Die Sollbadhöhe wird zweckmäßigerweise um den Betrag geringer gewählt, den das durch Ab— Schaltverzögerungen noch nach dem Signal "Gießen beenden" in die Gießform 2 gelangende Flüssigmetall einnimmt. Wenn-die Schmelze 8 in der Gießform 2 die für die Ausfüllung der Gießform 2. erforderliche Badspiegelhöhe erreicht:

hat, erfolgt dadurch gleichzeitig der Kontakt mit der Meßelektrode 13. Hierdurch wird über, die flüssige Metallschmelze 8-9-10 mit der Kontaktelektrode 14, die am Gießgefäß 1 mit der darin befindlichen Schmelze Kontakt hat, der Stromkreis geschlossen und der Impuls über, das Schalt—

HO glied 12 der Steuer- und Schaltautomatik der Vergießeinrichtung 1 zugeführt, welche unmittelbar eine Gießstrahlunterbrechung bewirkt

Gleichzeitig wird die Meßalektrode I3 aus der Gießform 2

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. bzw. der Schleudergußkokille 5 herausgehoben und Fonn-145 anlage bringt die nachfolgende Gießform in Gießposition.

Claims (5)

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   Anspruch

   1. Verfahren zur galvanischen Pormfüllungserfassung zur Steuerung von Metallgießprozessen. mittels direkter Meßmöglichkeit, bei gleichzeitiger Gießstrahlbeeinflussung gek enn ζ e i chne tdadurch , daß eine im Steiger oder der Singußöffnung der Gießform, oder im Gießraum einer Schleudergußkokille angeordnete Meßelektrode durch die Kontaktverbindung über die Metallbadschmelze z.ur Kontaktelektrode die Gießstrahlunterbrechung auslöst.
2. 2. Verfahren nach Punkt 1 gekennzeichnet dadurch, daß die Kontaktelektrode unmittelbaren Kontakt mit; der Schmelze im Vergießgefäß hat und gemeinsam mit. der Meßelektrode elektrische Verbindung zu einem Schaltglied hat.
3. 3. Verfahren nach Punkt 1gekennzeich.net dadurch, daß die Meßelektrode mittels mechanischer Einrichtung für. die Dauer des Abgusses in den Steiger oder die Eingußöffnung der Gießform eingeführt wird.
4. 4. Verfahren:.nach Punkt 3 gekennzeichnet dadurch.., daß: die mechanische Einrichtung mit: der Steuerung der Gießeinrichtung gekoppelt ist.
5. 5. Verfahren nach Punkt 2 gekennzeichnet dadurch , daß bei Gießeinrichtungen mit Stopfenverschluß" der elektrisch leitfähige Stopfen als Kontaktelektrode verwendet werden kann.

   HierziLJ? Seiten Zeichnungea