DE3328651C2

DE3328651C2 - Einrichtung zum feindosierten Schöpfen und Dosieren variabel einstellbarer Schmelzmengen metallischer Schmelzen

Info

Publication number: DE3328651C2
Application number: DE19833328651
Authority: DE
Inventors: Clemens-A. Dipl.-Ing. 5600 Wuppertal Verbeek
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-08-09
Filing date: 1983-08-09
Publication date: 1985-06-13
Also published as: DE3328651A1; JPS6087966A

Abstract

Die Erfindung betrifft, wie die Figur 1 schematisch darstellt, einen Schöpfdosierer für variabel einstellbare Schmelzmengen metallischer Schmelzen. Sie geht dabei von einer Drehimpulszählung aus, wobei dem Dosierer (10) eine motorisch angetriebene Schwenkeinrichtung in Form einer Parallelogrammführung (21) mit Gegengewicht (22), ein weiterer Verstellantrieb mit Nockenscheibe und ein Initiator (34) zugeordnet sind. Der zusätzliche Verstellantrieb erhält mittels eines zweiten Wellenendes (31) seine Bewegungsvorgabe, wobei der Impulsgeber aus einer Nockenscheibe (32), dem der Initiator (34) mit Zählwerk (33) nachgeordnet ist, besteht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum feindosierten Schöpfen und Dosieren variabel einstellbarer Schmelzmengen metallischer Schmelzen mittels Drehimpulszählung oder elektrischen Wagens, bestehend aus Dosiergefäß, Auslauftrichter, Verdrängerkörper und Verstellantrieb mit Parallelogrammführung.

Schöpfdosierer werden in der Industrie bei der Herstellung metallischer Formkörper aus bei RT erstarrenden Schmelzen grundsätzlich benutzt.

Es ist bereits bekannt, beispielsweise durch die Auslegeschrift 11 65 210 vom 29. September 1961 für solche Dosiervorrichtungen für Metallschmelzen einen hohlen Verdrängerkolben vorzusehen, der bei seiner Abwärtsbewegung den Spiegel der Metallschmelze über eine Anlaufschnauze anhebt und in einteilbaren Hubschritlen die auslaufende Metallschmelze vergleichsweise grob-dosiert. Derartige Verdrängerkolben werden im Regelfall auch beheizt.

Es ist allgemein bekannt, Schaltvorgänge zum überwiegenden Teil durch Anfahren von mechanischen, besser aber berührungslosen Endlagenschaltern auszulösen. Dabei sind die Endlagenschalter an den erforderlichen Schaltpunkten installiert. Nachteil dieser Anordnungen ist, daß bei den häufig notwendigen Veränderungen der Schaltstellungen, beispielsweise bei der Veränderung von Dosiermengen, der Veränderungsimpuls selbst durch örtliche Veränderung der Position des jeweiligen Impulsgebers vorgenommen werden muß. Dabei müssen auch noch die Gerätschaften abgeschaltet

ίο werden; das wiederum bedingt eine Unterbrechung des Produktionsbetriebes, die sich auf die Leistung je Zeiteinheit nachteilig auswirkt.

Gemeinsam ist vielen der bisherigen Dosierern die Parallelogrammführung. Die bisher bekannten Antriebe arbeiten zwar auch mit Parallelogrammantrieben, jedoch sind diese Parillelogrammantriebe solche, denen die Bewegungen durch Zahnräder bzw. Zahnstangen übertragen werden. Ein Beispiel dafür ist die Lösung nach DE-OS 17 58 425 vom 29.5.1968.

Im einschlägigen Gebiet ist beispielsweise durch die GB-PS 13 42 054 ein Parallelogrammlenker mit Motor an einer Lenkerstange bekannt geworden. Zum feindosierten Schöpfen ist diese Konstruktion ungeeignet, weil der Gewichtsausgleich im Gestänge fehlt.

Die Erfindung vermeidet diese geschilderten Nachteile dadurch, daß, ohne daß der Produktionsablauf unterbrochen und damit beeinträchtigt wird, jeweils nach der gewollten Menge der Schmelze, Regelwerte frei programmierbar durch Drehzahlimpulszählung eingegeben werden, analog der notwendigen Steuerung der Dosierverstellantriebe.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, mittels eines Verdrängerkolbens flüssige Dosiermassen, die vom technischen Verfahrensprozeß her vorgegeben sind, sehr exakt, feinstdosiert automatisch und mit größtmöglicher Geschwindigkeit dem Auslauf des erfindungsgemäßen Gerätes zuzuteilen. Diese Feinstdosierung soll mittels eines Gegengewichtes besonderer Anordnung die Parallelogrammführung so verbessern, daß auch kleine Dosiermengen exakt zuteilbar sind.

Die Erfindung geht bei der Lösung dieser Aufgabe von einem Gerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 aus und sie kennzeichnet sich dadurch, daß an dosiergefäßfern angeordneten, über den Drehpunkt hinaus verlängerten Parallelogrammlenkern, außerhalb des Parallelogrammgestänges, ein Ausgleichsgewicht angeordnet ist und dem Verstellantrieb eine Nockenscheibe mit Initiator zugeordnet ist

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung hat der Antriebsmotor, der auf den Verstellantrieb wirkt, ein zweites Wellenende, das mit der Nockenscheibe gekoppelt ist. wobei die Nockenscheibe als Impulsgeber auf den Initiator wirkt und der Zusammenstellung dieser Gerätschaften ein Zählwerk, gegebenenfalls elektronisches Zählwerk, nachgeordnet ist.

Das Dosiergefäß selbst kann aber auch mit einem registrierenden Kraftaufnehmer, dem eine Impulse abgebende Waage nachgeordnet ist, verbunden sein.
In einer besonders vorteilhaften Anordnung der Erfindung ist dem Dosiergefäß ein Spannungsgeber mit Widerstandsmeßgerät, das seinerseits Regelimpulse für die Eintauchtiefe des Dosiergefäßes in die Schmelze vermittelt, zugeordnet.

Die Figuren stellen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht der Einrichtung zum feindosierten Schöpfen und Dosieren mit Hubantrieb,

Fig.2 eine schematische Darstellung der Nocken-

scheibe mit Initiator und Zählwerk und

Fig.3 die Einrichtung zum feindosierten Schöpfen und Dosieren mit Dosiergefäß und Entleerungsvorrichtung.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen den erfindungsgemäßen Huburid Drehantrieb in seinen Einzelteilen, teilweise schematisch dargestellt Der Schöpfdosierer 10 besteht aus der Schwenkeinrichtung 20, der Parallelogrammführung 21 mit dem erfindungsgemäßen Gegengewicht 22, dem dosiergefäßnahen Teil 23, in dem ein Entleerungsstift 61 zum Zweck der Restentleerung im Rahmen der Entleerungsvorrichtung 60 angeordnet ist.

Der zweite Verstellantrieb 30 weist als Besonderheit ein weiteres Wellenende 31, eine Nockenscheibe 32, ein Zählwerk 33 und den Initiator 34 auf.

Der Verdrängerkolben 44 mündet in dem Dosiergefäß 40, mit dem bei einer besonderen Ausführung der Erfindung ein Kraftaufnehmer 41 zuammenwirkt.

Bei jeder Ausführung der Erfindung kanr das Dosiergefäß beheizt sein. Eine solche Beheizung 42 wird dann benötigt, wenn eine schnellere, die Fließfähigkeit beeinflussende Abkühlung der Schmelzmasse zu befürchten ist.

Im Dosiergefäß 40 ist nach einem besonderen Merkmal der Erfindung in der Seitenwand eine Öffnung 43 angeordnet, die dazu dient, in den vertikal verstellbaren Schöpfdosierer Schmelze einfließen zu lassen.

Nach einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist an das Dosiergefäß ein Spannungsgeber 50 angeschlossen, der in Intervallen oder konstant eine Spannung anlegt. Das mit diesem Teil der Einrichtung verbundene Meßgerät vermittelt dann Widerstands-Regelwerte, die über die Höhe des Spiegels der Schmelze auswertbar für die Regelvorgaben sind.

Eine besondere Problematik ergibt sich bei der Entleerung von Restmengen, weil die im Dosiergefäß enthaltene Schmelze im Regelfall nicht so dosiert werden kann, daß mit der letzten Hergabe der Schmelzmenge das Dosiergefäß auch entleert ist. Zu diesem Zweck ist an dem dosiergefäßnahen Teil 23 der Parallelogrammführung 21 eine Entleerungsvorrichtung 60 angeordnet, die so wirkt, daß durch einen entfernbaren Entleerungsstift 61 das gesamte Dosiergefäß 40 um einen tiefer gelegenen Drehpunkt gekippt werden kann, so daß die vollständige Entleerung möglich ist.

Es ist für den Ablauf der Funktionen zweckmäßig, daß sowohl der Hubantrieb als auch der Drehantrieb eigene Impulsgeber haben. In dem dargestellten Beispiel der Erfindung ist dies bei dem Verstellantrieb 30 eine Nockenscheibe 32, deren Drehimpulse von dem örtlich festinstallierten Initiator 34, als Empfänger und Fortleiter von Impulsen wirkend, der vorteilhaft berührungslos arbeitet, aufgenommen und dem Zählwerk 33 zugeführt werden. Das Zählwerk 33 veranlaßt bei dem Einstellen der vorgegebenen Regelwerte das Abschalten des Motorantriebes. Dadurch werden die jeweiligen Positionen fixiert. Das Abschalten kann mit den heutigen Mitteln der Technik in einem sehr geringen Bruchteil einer Sekunde zuverlässig erfolgen.

Die von der Funktion her notwendigen Dreh-, Hub- und Schwenkbewegungen, beispielsweise auch bei mehrfach dosierter Bewegung im Karusselbetrieb, können nunmehr beliebig vorgenommen werden, ohne daß dabei der laufende Betrieb unterbrochen werden muß oder gar Montagearbeiten auszuführen sind. Dadurch können sogar Korrekturen der Dosiergenauigkeit während des Betriebes erfolgen. Erfindungsgemäß sind die Einzelsteuerungen frei programmierbar und unabhängig von den bisherigen örtlichen Impulsgebern. Positionsänderungen des automatischen Ablaufes können innerhalb eines Schaltkastens durch Drucktastenvorgänge ausgelöst werden.

Eingeleitet werden die Dosiervorgänge, entgegen dem Schöpflöffelprinzip, bei jeder der erfindungsgemäßen Regelarten durch das Eintauchen des zylindrischen Dosierbehälters 40 in die Schmelze. Das Dosiergefäß 40 ist mit einem abwärts geneigten Auslauftrichter und mit

ίο seitlichen Öffnungen 43, die auch Schlitzform annehmen können, ausgerüstet. Die Öffnungen 43 sind zum Einlaufen der Schmelzmenge bestimmt. Im Inneren des die Schmelze enthaltenden Behälters ist dann der Verdrängerkolben 44, vorzugsweise in zylindrischer Form, angeordnet, der bei Betätigung des Verstellantriebes 30 sehr exakt die vorbestimmte Schmelzmenge durch Volumenverdrängung zum Auslaufen bringt. Das bedeutet, daß beim Dosiervorgang der Verdrängermotor des Verstellantriebes so lange eingeschaltet bleibt, bis das Zählwerk 33 über den Initiator 34 und die Nockenscheibe 32 den der Schmelzmenge entsprechend zugeordneten Regelwert durch Drehimpulszählung abgezählt hat und den Antrieb zwecks impulsartig schnellen Abbrechens des Dosierens auf einen vorbestimmten Rücklaufwert urnschaltet. Damit lassen sich unterschiedliche Schmelzmengen variabel und programmäßig einstellen. Veränderungen beliebig vornehmen und sogar Korrekturen der Dosiergenauigkeiten auch während des Betriebes einstellen.

Diese Volumenverdrängung kann auf unterschiedliche Weise ausgelöst werden. Sie kann einmal durch die bereits geschilderte Nockenscheibe mit dem gekoppelten Zählwerk ausgelöst werden; sie kann aber auch durch eine Waage, die das Gesamtgewicht unterdrückt, ausgelöst werden, wobei dann eine Tariereinrichtung erforderlich ist. Das vorgegebene Dosiergewicht wird abgegriffen durch einen Verdrängermotor, der so lange eingeschaltet bleibt, bis die jeweilige Dosiermenge ausgeflossen ist. Der Motor wird in diesem Fall von der Waage selbst über ein Steuersignal abgeschaltet. Nach Ablauf der zeitlich vorgegebenen Dosierunterbrechung wird der Motor wieder eingeschaltet, und ein erneutes vorbestimmtes Gewicht der Schmelzmenge kann ausfließen. Dieser Vorgang kann sich so lange ständig wiederholen. bis der eingestellte Minimalgewichtswert erreicht ist und der Verdränger in die Ausgangsstellung zurückfährt. Diese elektronische Waagenmessung ist dann besonders vorteilhaft, wenn mit äußerster Genauigkeit Messungen der Menge durchgeführt werden sollen. Die Gesamteinrichtung kann Fehlmessungen erkennen und automatisch korrigieren.

Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit der Steuerung der Intervalle der Schöpf- und und Eintauchtiefen wird, wie die F i g. 3 zeigt, dadurch erreicht, daß an den Dosierbehälter 40 ein elektrischer Spannungsgeber 50 angeschlossen ist, der mit einem einfachen Widerstandsmeßgerät 51 verbunden ist. Beim Eintauchen und Befüllen des Behälters verändert sich auch mit der Höhe der Eintauchtiefe der elektrische Widerstand. Dem Wider-Standsmeßgerät wird ein vorgewählter Meßwert eingegeben, der bei Erreichen des vorgegebenen Wertes, der einer bestimmten Eintauchtiefe entspricht, den Motorhubantrieb abschaltet und somit die Tauchtiefe und damit uie Menge der ausfließenden Schmelze begrenzt.

Mit dieser Arbeitsweise werden jeweils optimale Schöpfstellungen erreicht und die Badbewegungen so gering wie möglich gehalten, und dadurch werden die gefürchteten Lufteinschlüsse in den Endprodukten, die

zu Reklamationen führen, vermieden. Die sonst üblichen zur Badspiegelabtastung erforderlichen Kontaktstäbe können entfallen, da die Steuerimpulse des Motorantriebes nunmehr von der Größe der Eintauchtiefe bestimmt werden. Dadurch ist dann auch die Lage des Badspiegels bei gefülltem oder teilweise entleertem Tiegelofen bedeutungslos.

Mit der Erfindung lassen sich feinstufige Regulierungen des Parallelogrammantriebes erreichen. Das ist jedoch nur möglich, wenn die Masse der Parallelogrammkonstruktion durch ein Gegengewicht so ausgeglichen ist, daß geringste Verstellkräfte praktisch massenfrei, d. h. mit einem Minimum an Überwindung der gegebenen Massenträgheit durchgeführt werden können. Das wird erfindungsgemäß erreicht durch das Gegengewicht 22. Dieses sorgt für den geringsten Energieaufwand bei der Überwindung der Trägheit der Masse der Parallelogrammführung, weil die Dimensionierung des Gegengewichtes die Masse praktisch ausgleicht.

20 Bezugsziffernverzeichnis

10 Schöpfdosierer

20 Schwenkeinrichtung

21 Parallelogrammführung

22 Gegengewicht

23 Dosiergefäßnahes Teil von 20

30 Verstellantrieb

31 Weiteres Wellenende

32 Nockenscheibe

33 Zählwerk

34 Initiator

35 Nockenzapfen

40 Dosiergefäß

41 Kraftaufnehmer

42 Innenheizung von 40

43 öffnungen in 40

44 Verdrängerkolben 44 in 40

45 Waage

50 Spannungsgeber

51 Widerstandsmeßgerät

60 Entleerungsvorrichtung

61 Entleerungsstift
70 Tiegelofen

45

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

50

65

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum feindosierten Schöpfen und Dosieren variabel einstellbarer Schmelzmengen metallischer Schmelzen mittels Drehimpulszählung oder elektrischen Wagens, bestehend aus Dosiergefäß, Auslauftrichter, Verdrängerkörper und Verstellantrieb mit Parallelogrammführung, dadurch gekennzeichnet, daß an dosiergefäßfern angeordneten, über den Drehpunkt hinaus verlängerten Parallelogrammlenkern, außerhalb des Parallelogrammgestänges, ein Ausgleichsgewicht (22) angeordnet und dem Verstellantrieb (30) eine Nockenscheibe (32) mit Initiator (34) zugeordnet sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellar.trieb (30) über ein zweites Wellenende (31) die impulsgebende Nockenscheibe (32) mit parallel zu deren Zentrale angeordneten Nockenzapfen (35) antreibt und dem Initiator (34) ein Zählwerk (33) nachgeordnet ist.

3. Einrichtung nach den Anprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Dosiergefäß (40) ein Spannungsgeber (50) mit Widerstandsmeßgerät (51) oder Zählwerk (33), der seinerseits Regelimpulse für die Eintauchtiefe des Dosiergefäßes (40) in die Schmelze vermittelt, zugeordnet ist.

4. Schöpfdosierer nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosiergefäß (40) mit einem registrierenden Kraftaufnehmer (41) verbunden ist, dem eine Waage (45) nachgeordnet ist.

5. Schöpfdosierer nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß das Dosiergefäß als Zylinder, in dessen Zyhnderwänden Füllöffnungen (43) angeordnet sind, ausgebildet ist.

6. Schöpfdosiarer nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosiergefäß (40) mit einer Beheizung (42) versehen ist.

7. Schöpfdosierer nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosiergefäß (40) an dem dosiergefäßnahen Teil (23) der Parallelogrammführung (21) einmal drehbar fest und einmal mittels Keil der Entleerungsstift (61) drehbar lösbar befestigt ist.