Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Vorrichtung zur Kontrolle der Gießmenge einer Metallschmelze, die am Boden eines Metallschmelzebehälters wie eines Gießtiegels befestigt ist, und sie betrifft im Speziellen Schieberplatten zur Verwendung in einer solchen Vorrichtung zum Steuern der Größe einer Düsenöffnung zwischen der Schieberplatte und einer fixierten Platte, um die Strömungsrate der Metallschmelze zu steuern.

Eine Vorrichtung zur Kontrolle der Gießmenge einer Metallschmelze weist im Allgemeinen eine fixierte Platte aus einem hitzebeständigen Material auf, die lösbar an einer Grundplatte befestigt ist, welche an einem Gießtiegel oder dergleichen befestigt ist, der eine Düsenöffnung aufweist, und weist eine Schieberplatte aus einem hitzebeständigen Material auf, die lösbar an einem Schieberahmen befestigt ist und auch eine Düsenöffnung aufweist. Durch Bewegen des Schieberahmens entlang der Grundplatte werden die Proportionen der Düsenöffnungen in der fixierten Platte und der Schieberplatte, die zueinander ausgerichtet sind, so eingestellt, dass sie die Strömungsrate der Metallschmelze steuern.

Es besteht jedoch das Risiko, dass Metallschmelze zwischen der fixierten Platte und der Schieberplatte austritt, zumindest unter bestimmten Bedingungen.

Ein Beispiel einer bekannten Schieberplatte zur Verwendung in einer Vorrichtung zur Kontrolle die Gießmenge besitzt eine polygonale Form und ist in Draufsicht und seitlicher Schnittansicht in 9 bzw. 10 gezeigt. Ein zweites Beispiel ist eine ovale Platte 113, deren Draufsicht und seitliche Schnittansicht in 11 bzw. 12 dargestellt ist. Bezugsziffern 112, 114 bezeichnen Düsenöffnungen der entsprechenden Platten. Bei der Verwendung überlagern sich diese Platten und eine von ihnen wird als Schieberplatte verschoben, um das Öffnen/Schließen der Düsenöffnung zu steuern, um die Strömungsrate der Metallschmelze einzustellen.

US-A-5139237 offenbart eine Schieberplatte, deren Form in Draufsicht zwei kreisabschnittsförmige Enden unterschiedlichen Durchmessers und zwei gerade Seiten, die die beiden kreisabschnittsförmigen Enden verbinden, besitzt. Wenn der Durchmesser der Düsenöffnung a ist, eine Position, die vom Mittelpunkt der Düsenöffnung um einen Abstand s (= 2a + &bgr;) entfernt ist, Y ist, der Abstand von der Kante der Düsenöffnung zur nächsten Kante der Platte d₁ ist und der Abstand von einem gedachten Kreis des Durchmessers a um die Position Y zur nächsten Kante der Platte d₂ ist, dann ist das Maßverhältnis &agr;₁ = d₁/a etwa 1.6 und das Maßverhältnis &agr;₂ = d₂/a etwa 0.8.

Aus der früheren praktischen Erfahrung über einen langen Zeitraum zeigt sich, dass die Metallschmelze am meisten leckt, wenn die Düse in der offenen Stellung angeordnet ist, und kaum, wenn sie in der geschlossenen Stellung angeordnet ist. Der Grund hierfür liegt darin, dass, obwohl eine Funktion zur Steuerung der Strömungsmenge der Metallschmelze bei offener Stellung der Düse notwendig ist, die Funktion bei der geschlossenen Stellung lediglich dazu notwendig ist, den Strom der Metallschmelze zu stoppen.

Üblicherweise wurde jedoch die Form bei der offenen Stellung oder geschlossenen Stellung der Düsenöffnung nicht ausreichend unter Berücksichtigung ihrer Funktion und Wirtschaftlichkeit bestimmt.

Die Schieberplatte wird somit aufgrund des Durchtritts von Metallschmelze hoher Temperatur und dergleichen geschmolzen und erodiert. Deshalb besteht die Gefahr, dass die Metallschmelze und dergleichen auslaufen kann, wenn die Schieberplatte zu häufig benutzt wird. Deshalb wird die Schieberplatte nach wenigen Beladungen ersetzt und als Verbrauchsprodukt behandelt. Da diese Schieberplatte wie ein teurer Ziegel aus einem hitzebeständigen Material besteht, sind jedoch die laufenden Kosten hoch, was eine Kostenreduzierung verhindert.

Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schieberplatte in wirtschaftlicher Form in einem Bereich zu schaffen, bei dem die Metallschmelze nicht ausläuft, während der Preis einer Einheit minimiert wird, so dass eine Reduktion der langfristigen Kosten erzielt wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt eine Schieberplatte die Merkmale, die in Anspruch 1 angegeben sind. Vorteilhafterweise weist sie auch die Merkmale der abhängigen Ansprüche auf.

Folglich kann die Schieberplatte nicht nur in einer wirtschaftlichen Form innerhalb des Bereichs ausgebildet werden, in dem die Metallschmelze nicht ausläuft, sondern die Platte kann auch leichter befestigt werden, indem die geraden Seiten der polygonalen Form verwendet werden.

1 ist eine Perspektivansicht einer Vorrichtung zur Kontrolle der Gießmenge, bei der die Zugangsöffnung geöffnet ist;

2 ist eine Ansicht ähnlich zu 1, wobei die Zugangsöffnung geschlossen ist;

3 ist eine Längsschnittansicht, die die Vorrichtung am Boden eines Metallschmelzebehälters befestigt zeigt;

4 ist eine Ansicht der Vorrichtung von unten, wobei die Zugangsöffnung geöffnet ist;

5 ist eine Draufsicht, die eine Ausführungsform einer Schieberplatte der vorliegenden Erfindung zeigt;

6 ist eine seitliche Schnittansicht der Platte aus 5;

7 ist ein Graph, der den Zusammenhang zwischen dem Maßverhältnis (&agr;₁, &agr;₂) und dem Index zur Erzeugung einer Metallschmelzeleckage zeigt;

8 ist eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform der Schieberplatte der vorliegenden Erfindung;

9 ist eine Draufsicht auf eine konventionelle Schieberplatte;

10 ist eine seitliche Schnittansicht der Platte aus 9;

11 ist eine Draufsicht auf eine weitere konventionelle Schieberplatte; und

12 ist eine seitliche Schnittansicht der Platte aus 11.

In 1 bis 4 bezeichnet Bezugsziffer 2 eine Grundplatte, die an einem Boden 60 eines Metallschmelzebehälters (im Folgenden als Gießtiegel bezeichnet) befestigt ist und einen konkaven Abschnitt 3 aufweist. Dieser konkave Abschnitt 3 enthält eine fixierte Platte 4 aus hitzebeständigem Material, die eine Düsenöffnung 5 aufweist und mit einem metallenen Befestigungselement 6 fixiert ist.

Bezugsziffer 7a, 7b bezeichnen einen Ausnehmungsabschnitt, in den ein Teil eines metallischen Klemmbefestigungselements (das später beschrieben wird) eingefügt werden soll. Bezugsziffer 8 bezeichnet einen sich auf eine Seite erstreckenden Träger, an dem ein hydraulischer Zylinder 9 befestigt ist, der als Antriebsmittel für einen Schieberahmen dient, welcher später beschrieben wird. Ein Anpassungsabschnitt 10 ist an einer Spitze eines Betätigungselements davon vorgesehen. Bezugsziffern 11a, 11b bezeichnen einen Schwenkarm, der an einer Seitenwand senkrecht zum Träger 8 angeordnet ist.

Bezugsziffer 21 bezeichnet einen kastenähnlichen Rahmen, der über Gelenkverbindungen 15 an der Grundplatte 2 befestigt ist, so dass er geöffnet oder geschlossen werden kann. Ein Öffnungsabschnitt 22 ist in einer Seitenwand (auf der Seite des Trägers 8 der Grundplatte 2) vorgesehen. Außerdem ist eine senkrechte Wand 23 an jeder der beiden Seitenwände senkrecht zu dieser Seitenwand vorgesehen, so dass sie von jeder Seitenwand jeweils nach oben absteht. Diese senkrechte Seitenwand besitzt eine Öffnung 24 zum Einführen einer Klemmvorrichtung.

Bezugsziffer 25 bezeichnet einen Schieberahmen, der im Rahmen 21 enthalten ist, und ein konkaver Abschnitt 26 ist auf einer oberen Oberfläche davon vorgesehen. Dieser konkave Abschnitt 26 nimmt eine Schieberplatte 27 aus einem hitzebeständigen Material auf, die eine Düsenöffnung 28 aufweist und mit einem metallischen Befestigungselement 29 befestigt ist. Freie Oberflächen der feststehenden Platte 4 und der Schieberplatte 27 sind leicht höher als die Oberflächen der Grundplatte 2 und des Schieberahmens 25 angeordnet, beispielsweise etwa 5 mm höher. Bezugsziffer 30 bezeichnet einen Eingriffsabschnitt, der im Schieberahmen 25 auf der Seite des Öffnungsabschnitts 22 des Rahmens 21 vorgesehen ist und mit dem Eingriffsabschnitt des hydraulischen Zylinders 9 in Eingriff steht. Bezugsziffer 31 bezeichnet ein Einlagestück (Schulter), das eine schräge Fläche auf einer Seite aufweist und in der Nähe der senkrechten Wand 23 des Rahmens 21 und auf einer oberen Fläche des Schieberahmens 25 vorgesehen ist.

Bezugsziffer 35 bezeichnet eine Führungseinheit, die unterhalb des Schieberahmens 25 und an beiden Seiten des konkaven Abschnitts 26 angeordnet ist.

Bezugsziffer 40 bezeichnet einen Federsitz, der zwischen dem Rahmen 21 und dem Schieberahmen 25 vertikal beweglich angeordnet ist, Bezugsziffer 46 bezeichnet eine Mehrzahl von Federführungen, die an einem Boden des Rahmens 21 vorgesehen sind, so dass sie nach oben abragen, und Bezugsziffer 47 bezeichnet eine Schraubenfeder, die über der Federführung 46 zwischen dem Rahmen 21 und dem Federsitz 45 befestigt ist. Die obere Schiene 40 der Führungseinheit 35 ist an einer Bodenfläche des Schieberahmens 25 befestigt und die untere Schiene 42 ist an einer oberen Fläche des Federsitzes 45 befestigt, so dass die Kugeln, die von der Halterung 37 aufgenommen werden, eingeklemmt sind. Die Schraubenfedern 47 drücken den Schieberahmen 25 durch den Federsitz 45 und die Führungseinheit 35 nach oben, um die Schieberplatte 27 an der Befestigungsplatte 4 passfest anzupassen. Ein Zugangsmechanismus 20 besteht aus dem Rahmen 21, dem Schieberahmen 25, der Führungseinheit 35 und dergleichen.

Bezugsziffer 50 bezeichnet eine metallische Befestigungsklemmvorrichtung, die aus Seitenplatten 51a, 51b, welche im Wesentlichen eine umgedrehte L-Form aufweisen, und einer Befestigungsplatte 52, die zwischen den Seitenplatten 51a und 51b befestigt ist, besteht. Die Befestigungsplatte 52 besitzt Klemmführungslöcher 53 derselben Größe wie die im Rahmen 21 vorgesehene Öffnung 23 zum Einführen der Klemmvorrichtung. Die Befestigungsplatte 52 der metallischen Befestigungsklemmvorrichtung 50 wird in Kontakt mit der Seitenplatte des Rahmens 21 gebracht, und die Klemmführungslöcher werden mit den Öffnungen 23 zum Einführen der Klemmvorrichtung abgeglichen. Dann werden Schrauben durch Schraubeneinführlöcher 54 eingeführt und in Gewindelöcher, die in der Seitenwand vorgesehen sind, geschraubt.

Bezugsziffer 55 bezeichnet eine Klemmvorrichtung, die in die Öffnung 23 zum Einführen der Klemmvorrichtung durch das Klemmführungsloch 53 eingeführt werden soll und einen Griff 56 besitzt. Obwohl 2, 3 die metallische Befestigungsklemmvorrichtung 50 und die Klemmvorrichtung 55 lediglich auf einer Seite zeigen, sind diese auch auf der anderen Seite angeordnet.

Bezugsziffer 61 bezeichnet eine obere Düse, die eine Düsenöffnung 62 aufweist und am Boden des Gießtiegels oder dergleichen befestigt ist, und Bezugsziffer 63 bezeichnet eine Sammeldüse, die eine Düsenöffnung 64 besitzt und am Seitenrahmen 25 befestigt ist.

5 und 6 zeigen eine Schieberplatte gemäß der Erfindung, die besonders geeignet ist zur Verwendung bei der oben beschrieben Vorrichtung zur Steuerung der Gießmenge. Diese Schieberplatte kann nicht nur für die oben erwähnte Vorrichtung zur Kontrolle der Gießmenge verwendet werden, sondern auch für eine andersartige Vorrichtung zur Kontrolle der Gießmenge.

Vorausgesetzt, dass die Mittelposition einer Düsenöffnung 72 in der Platte 71 X ist, der Durchmesser der Düsenöffnung 72a ist, ein Abstand von einer Kante der Düsenöffnung 72 zur nächsten Kante der Platte 71 d₁ ist, eine Position, die von der Mittelposition X der Düsenöffnung 72 um einen Abstand S (= 2a + &bgr;) entfernt ist, Y ist und ein Abstand von einem gedachten Kreis 72 mit einem Durchmesser a um die Position Y zur nächsten Kante der Platte d₂ ist, liegt bei der Schieberplatte der vorliegenden Erfindung das Maßverhältnis &agr;₁ = d₁/a zwischen 0.8 und 1.2, das Maßverhältnis &agr;₂ = d₂/a zwischen 0.4 und 0.6 und der Sicherheitsabstand &bgr; zwischen 0–60 mm. Ihre äußere Form ist polygonal, wie in 5 dargestellt ist. Der Abstand S zwischen den Positionen X und Y ist der Schiebeversatz der Schieberplatte.

Obwohl die Erhöhung des Verhältnisses &agr;₁ das Auslaufen von Metallschmelze verhindert, wird die Platte vergrößert und somit geht der wirtschaftliche Effekt verloren. Wenn andererseits das Verhältnis &agr;₁ verringert wird, steigt die Häufigkeit des Auslaufens von Metallschmelze, obwohl die Kosten für die Platte fallen. Wenn das Verhältnis &agr;₁ unter 0.8 fällt, wie in 7 dargestellt ist, steigt die Häufigkeit der Leckage von Metallschmelze.

Wenn das Verhältnis &agr;₂ erhöht wird, geht die Wirtschaftlichkeit verloren, und wenn das Verhältnis &agr;₂ zu sehr reduziert wird, steigt die Häufigkeit der Leckage von Metallschmelze lediglich dann, wenn der Metallschmelzestrom gestoppt wird. Wenn das Verhältnis &agr;₂ unter 0.4 fällt, wie in 7 dargestellt ist, steigt die Häufigkeit des Auslaufens von Metallschmelze.

Der Bewegungsabstand der Platte beträgt wenigstens das Zweifache des Durchmessers der Düsenöffnung 72.

Obwohl dieser einen Verschiebungsbereich für die Platte 71 sicherstellt, in dem diese sicher arbeitet; wird die Platte bei gleichzeitiger Steigerung der Kosten vergrößert, wenn er zu groß ist. Deshalb beträgt der Sicherheitsabstand 0–60 mm.

In 5 ist d₁/a = 1, d₂ = d₁/2 und d₂/a = 0.5. Außerdem sind fünf Seiten eines Achtecks, die den gedachten Kreis 74 des Durchmessers (a + 2d₁) um die Position X in ihrem Inneren berühren, und drei Seiten eines Achtecks, die einen gedachten Kreis 75 eines Durchmessers (a +2d₂) um die Position Y in ihrem Inneren berühren, mit geraden Linien A, B verbunden, um eine Platte mit zehnseitiger Form zu bilden.

Obwohl das Maßverhältnis &agr;₁ = d₁/a 1.0 ist, muss dies lediglich größer sein als 0.8, um das Auslaufen von Metallschmelze zu verhindern, und aus dem wirtschaftlichen Standpunkt heraus muss es kleiner als 1.2 sein.

Obwohl in 5 das Maßverhältnis &agr;₂ = d₂/a 0.5 ist, muss es außerdem lediglich größer als 0.4 sein, um das Auslaufen von Metallschmelze zu verhindern, wie in 7 dargestellt ist, und aus dem wirtschaftlichen Standpunkt heraus muss es kleiner als &agr;₁ sein und einen Wert von 0.4 bis 0.6 besitzen.

Obwohl die Schieberplatte in 5 eine zehnseitige Platte ist, ist jede polygonale Form erlaubt, solange die Schieberplatte befestigt werden kann. Die Ecken dieses Polygons können abgerundet sein, wie in 8 dargestellt ist.

Obwohl in diesem Beispiel die Plattendicke konstant ist, wie in 6 dargestellt ist, ist es erlaubt, die Platte so zu konstruieren, dass die Dicke des Abschnitts in der Nähe der Düsenöffnung, insbesondere um die Düsenöffnung herum, größer ist als beim Rest.