DE19623720B4

DE19623720B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern der Füllmenge beim Gießen, insbesondere von Aluminiumgußteilen

Info

Publication number: DE19623720B4
Application number: DE1996123720
Authority: DE
Inventors: Azita Dipl.-Ing. Dr. Khalili; Dieter Dipl.-Ing. Saasen
Original assignee: VAW Alucast GmbH
Current assignee: VAW Alucast GmbH
Priority date: 1996-06-14
Filing date: 1996-06-14
Publication date: 2007-10-18
Anticipated expiration: 2016-06-15
Also published as: DE19623720A1

Abstract

Verfahren zum Steuern der Füllmenge beim Gießen, insbesondere von Aluminiumgussteilen, im Kontaktgießverfahren in einer geschlossenen Gießform, bei dem die Gießformen (7) auf einer Transferstrecke schrittweise unter einem durch einen gesteuerten Stopfen (4) verschließbaren Ausguss (3), insbesondere einer Gießrinne (2), vorbei transportiert werden und zum Füllen mit einer Schmelze an den Ausguss (3) angedockt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Erreichen einer vorgesehenen Füllhöhe der Schmelze in der Gießform (7) mittels eines der Gießform direkt zugeordneten Sensors festgestellt wird und darauf der Stopfen (4) in die Schließstellung abgesenkt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern der Füllmenge beim Gießen, insbesondere von Aluminiumgussteilen, im Kontaktgießverfahren in einer geschlossenen Gießform, bei dem die Gießformen auf einer Transferstrecke schrittweise unter einem durch einen gesteuerten Stopfen verschließbaren Ausguss, insbesondere einer Gießrinne, vorbei transportiert werden und zum Füllen an den Ausguss angesetzt werden.
Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.
Das Erreichen der vorgesehenen Füllhöhe in der Gießform wird beim althergebrachten Gießen in einer offenen Gießform von Hand meist visuell an einem Steiger wahrgenommen. Stattdessen wird auch dosiert, in der einfachsten Form durch Eingießen aus einer Schöpfkelle.
Beim automatischen Gießen kennt man Dosieren mittels einer automatischen Schöpfkelle oder eines Dosierofens, der durch Druckbeaufschlagung oder Kippen die Metallmenge in eine Gießrinne übergibt.
Ferner kennt man beim automatischen Kontaktgießen ein Steuern des Stopfens in der eingangs bezeichneten Weise, und zwar nach der Zeit. Ausgehend von der Füllhöhe der Gießrinne und der Temperatur der Schmelze wird die unter den betreffenden Bedingungen benötigte Füllzeit eingehalten. Die Toleranzen liegen bei allen genannten Verfahren im positiven Bereich, ungenügende Füllung ist ausgeschlossen. Man arbeitet dabei im geschlossenen System, d. h. die für die Entlüftung benötigten Kanäle verschließen sich durch Erstarrung der darin hochsteigenden Schmelze.
Um dabei die Gefahr auszuschließen, dass bei zu langer Öffnungszeit die eingegossene Schmelze unter den vollen hydrostatischen Druck der bis zum Füllspiegel in der Gießrinne reichenden Flüssigkeitssäule gesetzt wird, was zu Penetration in der Gießform führt, kann man das System öffnen, indem man einen Überlauf einrichtet. Das verlangt aber einen verhältnismäßig großen Auslaufquerschnitt, wenn sich nicht doch ein erheblicher Druck ausbilden soll. Die Oberlaufmengen bedeuten zusätzliches im Kreislauf zu führendes Material.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, in der Gießform über dem Formhohlraum einen ausreichenden Speiser anzuordnen und hinsichtlich dessen die Toleranzen vollständig in den negativen Bereich zu legen, so dass der Speiser nie ganz gefüllt wird und sich die erwähnte Flüssigkeitssäule nicht ausbilden kann.
Eine Gießvorrichtung und ein entsprechendes Kontaktgießverfahren der eingangs angegebenen Art sind aus der EP 0 269 660 B1 bekannt. Um einen optimierten Gießverlauf zu gewährleisten, wird bei diesem Stand der Technik die Änderung des Niveaus im Metallschmelzebehälter während des Gießvorgangs überwacht und der Bodenausguss geschlossen, wenn keine Änderung des Schmelzeniveaus mehr stattfindet. Indem der Bodenausguss dabei kurz vor der vollständigen Füllung des Formhohlraums mindestens teilweise geschlossen wird, kann dabei der andernfalls aufgrund der in Bewegung befindlichen Metallschmelze in der Gießform ausgelöste Druckstoß gemindert werden.
Andere Möglichkeiten der Überwachung des jeweiligen Füllstandes einer Gießform sind aus der EP 0 269 591 B1 und der DE 41 03 243 A1 bekannt. Gemeinsam ist diesen Möglichkeiten, dass mittels einer geeigneten Überwachungseinrichtung der Schmelzenstand in der Eingussöffnung der Gießform erfasst wird und in Abhängigkeit von dem erfassten Füllstand Steuersignale abgegeben werden, über die der Ausfluss aus dem Gießbehälter geregelt wird. Da diese Art der Überwachung jedoch eine freie Sichtbarkeit der Eingussöffnung der Gießform voraussetzen, lassen sie sich nicht beim Kontaktgießverfahren einsetzen, bei dem während des Gießvorgangs die Eingussöffnung der Gießform dicht am Ausgussstein des Schmelzenbehälters sitzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren der eingangs genannten Art auf andere Weise das Entstehen von überhöhtem hydrostatischem Druck in der in die Gießform eingefüllten Schmelze zu verhindern. Ferner soll eine möglichst genaue Dosierung möglich sein im Vergleich zu der erheblichen Überdosierung bei den oben genannten bekannten Verfahren.
Die Erfindung löst diese Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens durch die in Anspruch 1 angegebene Lehre und hinsichtlich der Vorrichtung durch die in Anspruch 2 angegebene Lehre. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist im auf Anspruch 2 rückbezogenen Anspruch angegeben.
An einer Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens mit einer Gießstation, an der die Gießformen jeweils an einen durch einen auf- und abbewegbaren Stopfen verschließbaren Ausguss, insbesondere einer Gießrinne, angesetzt sind, äußert sich die Erfindung durch einen eine vorgesehene Füllhöhe in der Gießform wahrnehmenden und den Schließvorgang auslösenden Sensor.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Sensor ein auf einen Steiger der Gießform gerichtetes, mit einem Detektor für den reflektierten Strahl versehenes Lasergerät.
Die Zeichnung gibt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wieder.
Sie zeigt schematisch einen senkrechten Schnitt durch eine Gießrinne und eine Gießform.
Eine mit einer Aluminiumschmelze 1 gefüllte Gießrinne 2 weist einen Ausguss 3 auf, der durch einen Stopfen 4 verschließbar ist.
Der Stopfen 4 ist oberhalb einer Abdeckung 5, die er durchragt, an einer nicht gezeichneten Bewegungseinrichtung von an sich bekannter Art gehalten. Die Bewegungseinrichtung kann den Stopfen 4 aus seiner dargestellten Öffnungsstellung in die Schließstellung absenken, in der er den Ausfluss 3 sperrt.
Den unteren Abschluss des Ausgusses 3 bildet ein Gießstein 6. An den Gießstein 6 ist eine Gießform 7 "angedockt".
Sie weist unterhalb eines Gießtrichters 8 einen, nur schematisch als Block dargestellten, Formhohlraum 9 auf. Aus dem Formhohlraum 9 führt nach oben ein in eine an der Oberseite der Gießform 7 offene Erweiterung 10 übergehendes Steigrohr 11.
In die Erweiterung 10 ist von oben her ein Lasergerät 12 gerichtet. Es sendet einen Strahl 13 aus, der etwas neben dem Steigrohr 11 (hinter der Zeichenebene) in die Erweiterung 10 trifft, und ist mit einem Detektor für einen reflektierten Strahl 14 versehen.
Erreicht die nach dem Füllen des Formhohlraumes 9 in dem Steigrohr 11 aufsteigende Aluminiumschmelze die Erweiterung 10 und breitet sie sich in diese aus, so wird der Strahl 13 reflektiert und der reflektierte Strahl 14 von dem Detektor wahrgenommen, der dann ein die Schließbewegung des Stopfens 14 einleitendes Signal an die oben erwähnte Bewegungseinrichtung abgibt.
Die Zeichnung zeigt den Augenblick, in dem der Ausguss 3 geschlossen wird.
Die Gießform 7 ist im Beispiel eine Sandform, die auch durch ein Kernpaket gebildet sein kann.

Claims

Verfahren zum Steuern der Füllmenge beim Gießen, insbesondere von Aluminiumgussteilen, im Kontaktgießverfahren in einer geschlossenen Gießform, bei dem die Gießformen (7) auf einer Transferstrecke schrittweise unter einem durch einen gesteuerten Stopfen (4) verschließbaren Ausguss (3), insbesondere einer Gießrinne (2), vorbei transportiert werden und zum Füllen mit einer Schmelze an den Ausguss (3) angedockt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Erreichen einer vorgesehenen Füllhöhe der Schmelze in der Gießform (7) mittels eines der Gießform direkt zugeordneten Sensors festgestellt wird und darauf der Stopfen (4) in die Schließstellung abgesenkt wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Gießstation, an der die Gießformen (7) während des Befüllens mit Schmelze jeweils an einen Gießstein (6) eines durch einen auf- und abbewegbaren Stopfen (4) verschließbaren Ausgusses (3), insbesondere einer Gießrinne (2), angesetzt sind, gekennzeichnet durch einen eine vorgesehene Füllhöhe in der Gießform (7) wahrnehmenden, der Gießform (7) direkt zugeordneten Sensor (12), der den Schließvorgang auslöst.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein auf einen Steiger (10, 11) der Gießform (7) gerichtetes, mit einem Detektor für den reflektierten Strahl (14) versehenes Lasergerät (12) ist.