DE2245768B2

DE2245768B2 - Vorrichtung zum Gießen einer dosierten Menge von geschmolzenem Metall

Info

Publication number: DE2245768B2
Application number: DE2245768A
Authority: DE
Inventors: Thomas Blackledge Winchcombe Gloucestershire Stamp (Grossbritannien)
Original assignee: Individual
Current assignee: Tbs Engineering (cheltenham) Ltd Cheltenham
Priority date: 1971-09-24
Filing date: 1972-09-18
Publication date: 1978-04-27
Also published as: AT328633B; ATA811772A; US3800986A; GB1377628A; DE2245768A1; IT975062B; DE2245768C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Gießen einer dosierten Menge von geschmolzenem Metall, wie Blei, die einen Schmelztiegel mit einer Heizvorrichtung und eine Kolbenpumpe aufweist, die sich zumindest teilweise im Schmelztiegel befindet und der zur Förderung des geschmolzenen Metalls von einem in der Nähe des Bodens des Behälters befindlichen Einlaß zu einer Ausgußdüse eine Ventileinrichtung zugeordnet ist.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise in der Zeitschrift »Gießerei-Praxis« (1967) 4; insbesondere Seite 58, sowie in der DE-AS 11 95 021 beschrieben. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist die Pumpe an dem den Schmelztiegel abschließenden Deckel befestigt, der außerdem das Beschickungsrohr mit der Ausgußdüse trägt. Muß die Pumpe zwecks Überholung oder ■> Austausch ausgebaut werden, so ist dies nur zusammen mit dem Deckel möglich. Dies hat den Nachteil, daß das in dem Schmelztiegel enthaltende geschmolzene Metall über seine ganze Oberfläche der Luft ausgesetzt wird, wodurch eine Oxidation eintritt Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Vorrichtung besteht darin, daß bei einem Ausbau der Pumpe nicht nur der Deckel entfernt werden muß, sondern auch das mit diesem verbundene Beschickungsrohr mit Ausgußdüse. Schließlich sind bei der bekannten Vorrichtung keine Mittel vorgesehen, um

π eine Entleerung der Pumpe beim Ausbau zu ermöglichen. Dadurch enthält die Pumpe im ausgebauten Zustand erstarrtes Metall, was die Reparatur und Wartung der Pumpe erheblich erschwert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der der Ausbau der Pumpe mit einfachen Mitteln und ohne nennenswerte Beeinträchtigung des Schmelztiegelinhalts durchgeführt werden kann und die Wartung der Pumpe vereinfacht ist.

Diese Aufgabe wird nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß die Pumpe und die Einlaß- und Auslaß-Rückschlagventile umfassende Ventileinrichtung zusammen als Einheit an einem einen Teil einer Schmelztiegel-Seitenwand bildenden bzw. mit der Schmelztiegel-Seitenwand verbundenen Tragkörper befestigt sind, daß der Tragkörper einen im oberen Teil des Schmelztiegels befindlichen, mit der Ausgußdüse in Verbindung stehenden Durchlaßkanal aufweist, der bei befestigter Pumpen-Ventil-Einheit an einen sich in dieser erstreckenden Förderkanal anschließt, und daß Mittel vorgesehen sind, um mindestens eines der Rückschlagventile zwecks Entleerung der Pumpe beim Ausbau offenzuhalten.

Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag wird

■to erreicht, daß im Gegensatz zu den bekannten Gießvorrichtungen die die Pumpe und die Ventileinrichtung umfassende Einheit für sich ausgebaut werden kann, ohne daß der Deckel des Gießtiegels abgenommen werden muß und ohne daß mit dem Ausbau der Pumpe gleichzeitig auch das Beschickungsrohr und die Ausgußdüse entfernt werden müssen. Darüber hinaus wird die Pumpe durch Offenhalten eines der Rückschlagventile entleert, so daß die Wartung bzw. Instandsetzung der Pumpe erleichtert ist.

Zum Öffnen des Rückschlagventils kann ein insbesondere von Hand betätigbarer Anschlag am Ende des bzw. jedes Ventilstößels vorgesehen sein, an dem die Feder des federbelasteten Rückschlagventils anliegt.

Weiterbildungen des Gegenstandes von Anspruch 1 ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen schematischen senkrechten Querschnitt

W) durch die Hauptteile der Gießvorrichtung,

F i g. 2 einen senkrechten Schnitt gemäß Linie II-II in Fig.l,

F i g. 3 einen horizontalen Querschnitt gemäß Linie III-III in Fig. 1 und

i'^r' F i g. 4 eine Seitenansicht der Befestigung für die in F i g. 1 gezeigte Pumpe in vergrößertem Maßstab.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich ist, weist die Vorrichtung einen im wesentlichen rechteckigen Metall-Schmelztie-

gel 10 mit einer inneren elektrischen Heizvorrichtung 49 auf. Der Schmelztiegel 10 ist erhöht auf einer automatischen Gießmaschine angebracht, um geschmolzenes Blei in Gießformen zu gießen, die nacheinander von einem endlosen Förderband unter eine Ausgußdüse gebracht werden. An einer Seitenwand 11 des Schmelztiegels 10 ist durch Schweißen ein Halteblock 12 befestigt, der zwei im wesentlichen senkrechte, einander gegenüberliegende Flächen aufweist, die gegenüber der Senkrechten in einem Winkel von etwa 2° geneigt sind.

Direkt an diesem Halteblock 12 ist eine Pumpe 13 angebracht, die ein metallisches Gehäuse, vorzugsweise in Form eines Gußkörpers aufweist, der an seinem unteren Ende eine Zylinderbohrung 114 enthält, in der ein Hubkolben 15 angeordnet ist, der an einem pneumatischen Arbeitszylinder 19 oberhalb des Pumpengehäuses angebracht ist. Das untere Ende des Gehäuses ist von einer Platte 16 verschlossen, die Einlaß- und Auslaßkanäle 21 bzw. 22 aufweist, in denen als Tellerventile ausgebildete Rückschlagventile 23 bzw. 24 angeordnet sind. Jedes Tellerventil 23, 24 ist an einem Ventilstößel 50 befestigt, der sich durch eine Bohrung in dem Pumpengehäuse nach oben erstreckt und an seinem oberen Ende einen manuell betätigbaren Griff 51 aufweist. Die Stößel 50 sind von Federn 52 umgeben, welche bestrebt sind, die Tellerventile 23, 24 geschlossen zu halten. Durch Herunterdrücken der Griffe 51 können die beiden Ventile geöffnet werden. Der pneumatische Arbeitszylinder 19 enthält einstellbare Begrenzungsanschläge 19Λ, um den Hub der Pumpe und damit die geförderte Metallmenge einzustellen. Dies kann auch durch ein einstellbares Glied 15a in der Kolbenstange erreicht werden.

Da die Ventile am Boden des Pumpengehäuses angeordnet sind, wird gewährleistet, daß sie ständig in dem geschmolzenen Metall eingetaucht sind, so daß sie keiner Oxydation unterworfen sind. Es sei auch darauf hingewiesen, daß durch Entfernen der Platte 16 ein direkter Zugang zur Pumpenkammer 14, zu beiden Ventilen 23 und 24 und zu den Einlaß- und Auslaßkanälen 21,22 ermöglicht wird, so daß diese Teile leicht überprüft werden können.

Der Hauptförderkanal 17 der Pumpe 13 erstreckt sich senkrecht nach oben zu einem waagrechten Kanal 18, der mit einem Kanal 20 in dem Halteblock 12 fluchtet, wenn die Pumpe am Halteblock 12 befestigt ist.

Am entgegengesetzten äußeren Ende des Halteblocks 12 ist eine beheizte Auslaßeinheit 25 angebracht, die in einer Ausguß-Düseneinheit 26 endet. Die Einheit 25 besteht aus einem massiven, im wesentlichen zylindrischen Metall-Gußkörper 28 mit einem zentralen Kanal 29. Dieser Gußkörper ist über seine ganze Länge von elektrischen Heizkörpern 27 umgeben, die von einer Isolierhülle 30 bedeckt sind. An seinem dem Schmelztiegel 10 zugewandten Ende hat der Gußkörper 28 einen Hals 31 kleineren Durchmessers und einen Flansch 32, der mit Löchern 33 (F i g. 2) versehen ist, durch weiche sich Schrauben 37 erstrecken, mit denen der Gußkörper 28 an dem Halteblock 12 und der Pumpe 13 befestigt ist (siehe F i g. 2 und 4). Diese Schrauben 37 liegen ausreichend oberhalb des Niveaus des geschmolzenen Metalls, so daß sie von dem flüssigen Metall nicht angegriffen werden und jederzeit zugänglich sind. An seinem anderen Ende hat der Gußkörper 28 eine Aussparung 34, von welcher sich Bohrungen zur benachbarten Stirnfläche erstrecken, die Haltebolzen zur Befestigung der Ausgußdüseneinheit 26 aufnehmen.

Die aneinanderliegenden Flächen der Pumpe 13, des Halteblocks 12, der Auslaßeinheit 25 und der Düseneinheit 26 sind eben geschliffen, so daß keine Leckage eintritt und ein guter Kontakt zwischen allen diesen Teilen über eine große Fläche im Verhältnis zur Größe des Kanals 29 vorhanden ist, um eine gute Wärmeübertragung zu gewährleisten.

Die Ausgußdüse 26 weist einen Gußkörper 35 auf, der an seiner hinteren Fläche einen zentralen Einlaß 36

ίο enthält, der mit dem zentralen Kanal 29 im Gußkörper 28 übereinstimmt. Dieser Einlaß 36 mündet in einen horizontalen Hohlraum 38, von welchem zwei horizontale Hauptauslaßschlitze 40 (Fig.3) ausgehen. Die Fläche der schrägen Vorderseite 42 des Gußkörpers 35 ist oberhalb jedes Schlitzes 40 bei 43 zurückgesetzt, und an dieser schrägen Vorderfläche 42 ist eine Deckplatte 44 befestigt, die eine Anzahl von schrägen Ausflußschlitzen 45 aufweist, welche im wesentlichen senkrecht liegen, wenn diese Platte 44 am Gußkörper 35 befestigt ist. Wenn die Platte 44 angebracht ist, bildet sie eine Lippe oder Wulst 47 oberhalb der Ebene der oberen Fläche des Hohlraumes 38. Es sei auch darauf hingewiesen, daß die gesamte Ausgußanordnung, bestehend aus den beiden Einheiten 25 und 26, so an dem Halteblock 12 angebracht ist, daß die Mittellinie der Förderleitung (Kanal 29) sich in einem kleinen Winkel von etwa 2° von der Horizontalen schräg nach oben zu den Ausgußöffnungen erstreckt. Dies trägt dazu bei, daß eingeschlossene Luft zusammen mit dem

)i) geschmolzenen Metall durch die Leitung strömen kann. Die Kombination der Lippe 47 mit den senkrechten Ausströmschlitzen 45 hindert das geschmolzene Metall daran, mit zu großer Geschwindigkeit auszutreten, wodurch die Gefahr eines Verschüttens verringert wird.

Da die Fläche des geschmolzenen Metalls an der Lippe 47 zwischen zwei Gießvorgängen verhältnismäßig klein ist, kann nur geringe Oxydation eintreten. Elektrische Heizelemente 39 sind innerhalb von Bohrungen in der Düse 26 angeordnet und die Düse selbst ist durch einen Mantel 41 wärmeisoliert.

Im Betrieb wird der pneumatische Arbeitszylinder 19 automatisch in Abhängigkeit von der schrittweisen Bewegung des Förderbandes betätigt, und der Arbeitszylinder 19 und die Pumpe 13 sind so ausgebildet und gesteuert, daß eine genau abgemessene Menge an flüssigem Metall bei jedem Hub gefördert wird, um die betreffende Gießform zu füllen. Die Temperatur des Metalls in dem Schmelztiegel 10 beträgt beispielsweise etwa 300 bis 350° C, was ausreichend ist, um das Metall in einem flüssigen Zustand für das Abpumpen zu halten, obgleich die erforderliche Gießtemperatur etwa 500° C beträgt. Dadurch, daß die Temperatur im Schmelztiegel unterhalb der eigentlichen Gießtemperatur gehalten wird, wird eine Oxydation im Schmelztiegel verringert.

Die Heizkörper 27 und 39 in den Einheiten 25 und 26 steigern fortschreitend die Temperatur des Metalls auf etwa 500° C an der Ausgußlippe. Dadurch erreicht das Metall erst am Auslaß der Düseneinlieit 26 die eigentliche Gießtemperatur. Der massive metallische Gußkörper 28 wirkt als Wärmespeicher, so daß die Temperatur des Metalls während seines Durchganges durch die relativ kurze zentrale Bohrung 29 schnell erhöht werden kann.

Der Schmelztiegel 10 ist mit einem luftdichten Deckel

μ 53 versehen, so daß ein inertes Gas, z. B. Stickstoff, durch einen Einlaßstutzen 54 in den Schmelztiegel 10 eingeführt werden kann. Dadurch wird eine Oxydation des geschmolzenen Metalls verringert oder ausge-

schlossen. Das zu schmelzende Metall kann durch die Öffnung 55 in den Schmelztiegel eingebracht werden. Der Deckel 53 erstreckt sich um die Pumpe 13 herum und kann leicht entfernt werden, um den Zugang zur Pumpe 13 zwecks Wartung oder Ersatz freizugeben.

Wenn die Pumpe 13 überholt werden muß, wie dies unter normalen Umständen gelegentlich erforderlich ist, ist es verhältnismäßig einfach, die Pumpe auszubauen und falls nötig zu ersetzen, ohne daß das ganze System abgesperrt oder der Schmelztiegel entleert werden muß. Die Schrauben 37, mit denen die Pumpe am Halteblock 12 befestigt ist, werden gelöst, und die ganze Pumpe kann aus dem Schmelztiegel herausgehoben werden, wobei die Ventile 22, 23 durch Herunterdrükken der Griffe 51 an den Ventilstößeln 50 geöffnet werden, so daß alles geschmolzene Metall auslaufen kann. Es brauchen keine weiteren Teile entfernt zu werden und eine neue Pumpe kann sehr schnei eingebaut werden. Die Wartungsarbeiten an der Pump< selbst sind sehr einfach, da nach Abnahme der Platte K alle beweglichen Teile der Pumpe frei zugänglich sind Wenn in der Auslaßeinheit 25 oder der Düseneinheit 2( Probleme auftreten, können diese Teile ebenfalls schnei entfernt und ersetzt werden, ohne das gesamte Systerr entleeren zu müssen.

Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Abände rungen der dargestellten Konstruktion möglich. So kanr der Schmelztiegel 10 anstelle einer rechteckigen auch eine andere, beispielsweise eine kreisförmige Forrr haben. Der Halteblock 12 kann am Schmelztiegel auch durch Schrauben befestigt sein. Schließlich kann de: Winkel, den die Förderleitung 29, 38 mit dei Horizontalen bildet, größer oder kleiner als 2° sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Gießen einer dosierten Menge von geschmolzenem Metall, wie Blei, die einen Schmelztiegel mit einer Heizvorrichtung und eine Kolbenpumpe aufweist, die sich zumindest teilweise im Schmelztiegel befindet und der zur Förderung des geschmolzenen Metalls von einem in der Nähe des Bodens des Behälters befindlichen Einlaß zu einer Ausgußdüse eine Ventileinrichtung zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (13) und die Einlaß- und Auslaß-Rückschlagventile (23,24) umfassende Ventileinrichtung zusammen als Einheit an einem einen Teil einer Schmelztiegel-Seitenwand (11) bildenden bzw. mit der Schmelztiegel-Seitenwand (11) verbundenen Tragkörper (12) befestigt sind, daß der Tragkörper (12) einen im oberen Teil des Schmelztiegels (10) befindlichen, mit der Ausgußdüse (26) in Verbindung stehenden Durchlaßkanal (20) aufweist, der bei befestigter Pumpen-Ventil-Einheit an einen sich in dieser erstreckenden Förderkanal (17,18) anschließt, und daß Mittel (51) vorgesehen sind, um mindestens eines der Rückschlagventile (23, 24) zwecks Entleerung der Pumpe (13) beim Ausbau offenzuhalten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum öffnen des Rückschlagventils (23, 24) ein insbesondere von Hand betätigbarer Anschlag (51) am Ende des bzw. jedes Ventilstößels (50) vorgesehen ist, an dem die Feder (52) des federbelasteten Rückschlagventils (23,24) anliegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Durchlaßkanal (20) eine Förderleitung (29) anschließt, die in einem massiven Metallblock (28) angeordnet ist, der am einen Ende am Tragkörper (12) befestigt ist und am anderen Ende die Ausgußdüse (26) aufweist oder trägt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Block (28) ein massiver Metallgußköi per ist, der als Wärmespeicher dient.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgußdüse (26) die Form von mindestens zwei Schlitzen (40) hat.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgußöffnung in einer schrägen Stirnfläche (42) desjenigen Teils der Vorrichtung angeordnet ist, in der die Förderleitung (29) endet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgußöffnung mit einer Deckplatte (44) versehen ist, die eine Anzahl von schrägen, im wesentlichen senkrecht liegenden Auslaßschlitzen (45) aufweist.