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Patent Searching and Data


Title:
DEVICE AND METHOD FOR METERING MOLTEN MATERIAL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/118722
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device for metering or discontinuously conveying molten material, particularly metal, comprising gutter elements (5, 6a, 6b) for the material, wherein at least one blowing nozzle (8, 9) is arranged in the course of the gutter elements at the bottom thereof. The invention also relates to a method for metering or discontinuously conveying a material using said device.

Inventors:
KULAWIK, Florian (Fichtenstr. 3, Kaiserslautern, 67655, DE)
HILLEN, Rudolf (Peter-König-Str. 2a, Gummersbach, 51643, DE)
Application Number:
EP2017/050254
Publication Date:
July 13, 2017
Filing Date:
January 06, 2017
Export Citation:
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Assignee:
STRIKOWESTOFEN GMBH (Hohe Strasse 14, Gummersbach, 51643, DE)
International Classes:
B22D35/00; B22D1/00; B22D37/00; B22D39/00; C03B7/16; F27D3/14; F27D25/00
Foreign References:
DE102009037368A12011-02-17
DE2022989A11971-12-30
DE4029386A11992-03-19
EP0946314B12003-06-25
DE102009037368A12011-02-17
Attorney, Agent or Firm:
PFENNING, MEINIG & PARTNER MBB (Joachimsthaler Straße 12, Berlin, 10719, DE)
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Claims:
Patentansprüche

Vorrichtung zum Dosieren oder diskontinuierlichen Fördern von flüssigem oder geschmolzenem Werkstoff, insbesondere Metall, mit einem oder mehreren Rinnenelementen (5, 6a, 6b) zur Leitung des Werkstoffs dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einem der Rinnenelemente, insbesondere an seinem oder ihrem Boden wenigstens eine Beblasungsdüse (8, 9a, 9b) angeordnet ist.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beblasungsdüse(n) (8, 9a, 9b) in einem Bereich der Rinnenelemente (5, 6a, 6b) angeordnet ist/sind, der im Betrieb von dem fließenden Werkstoff bedeckt ist und der insbesondere unterhalb des fließenden Werkstoffs liegt.

Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mündung(en) der Beblasungsdüse(n) (8, 9a, 9b) derart ausgerichtet ist/sind, dass ein durch sie ausgestoßener Fluidstrom im Wesentlichen in Längsrichtung (37a, 37b) der Rinnenelemente (6a, 6b) und im Richtungssinn des Werkstoffflusses ausgestoßen wird.

Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mündung(en) der Beblasungsdüse(n) (8, 9a, 9b) derart ausgerichtet ist/sind, dass die Richtung eines durch sie ausgestoßenen Fluidstroms von der Längsrichtung (36, 37a, 37b) der Rinnenelemente (5, 6a, 6b) in Werkstoffflussrichtung höchstens um einen Winkel abweicht, der kleiner als 15 Grad, vorzugsweise kleiner als 5 Grad ist, wobei die Richtung des Fluidstroms insbesondere zum Boden der Rinnenelemente gerichtet ist.

Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinnenelemente (5, 6a, 6b) im Verlauf ihres Bodens in Werkstoffflussrichtung eine oder mehrere fallende Stufen (10, 11) aufweisen und dass wenigstens eine Beblasungsdüse (8, 9a) an einer Stufe angeordnet ist.

Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an einer oder mehreren Stufen (10, 11) jeweils eine Beblasungsdüse (8, 9a) an der fallenden Stufenflanke mündet.

Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Stufe (10, 11) dadurch gebildet ist, dass ein erstes Rinnenelement (5 bzw. 6a) oder ein Rohr in ein von diesem aus gesehen in Werkstoffflussrichtung weiter stromabwärts liegendes Rinnenelement (6a bzw. 6b) eingesteckt oder auf dieses aufgelegt ist.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beblasungsdüse(n) (8, 9a) schlitzförmig ausgebildet ist/sind, wobei insbesondere der Schlitz gekrümmt ist und wobei der Schlitz weiter insbesondere in derselben Richtung gekrümmt ist wie im Querschnitt der Boden der Rinnenelemente (6a, 6b).

Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Behälter (1) mit einem in den im Behälter befindlichen Werkstoff (2) hineinragenden Steigrohr (3) sowie mit einer Vorrichtung zur Förderung des Werkstoffes durch das Steigrohr und mit einem ersten Rinnenelement in Form einer Auslaufrinne (5) für den Werkstoff aufweist, die von dem Dosierrohr (3) über eine Auslaufkante (4) zu weiteren Rinnenelementen (5a und 5b) führt.

Verfahren zum diskontinuierlichen Fördern oder Dosieren eines geschmolzenen, insbesondere metallischen Werkstoffes, dadurch gekennzeichnet, dass der geschmolzene Werkstoff durch ein oder mehrere Rinnenelemente (5, 6a, 6b) geleitet wird, dass der Werkstofffluss unterbrochen wird und dass darauf folgend und vor dem vollständigen Erstarren von Werkstoff in oder an wenigstens einem Rinnenelement ein Beblasungsimpuls erzeugt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Beblasungsimpuls von einer Stufenflanke des Bodens der Rinnenelemente ausgeht und insbesondere in Werkstoffflussrichtung (36, 37a, 37b) auf den Boden der Rinnenelemente oder parallel zum Boden eines Rinnenelementes (5, 6a, 6b) gerichtet ist.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Beblasungsimpulse (18, 20) von verschiedenen

Beblasungsdüsen (8, 9a) gleichzeitig oder nacheinander ausgestoßen werden.

13. Verfahren nach Anspruch 10 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu dem oder den vom Boden der Rinnenelemente (5, 6a, 6b) ausgehenden Beblasungsimpuls(en) (18, 20) eine an einem Dosierrohr (3) angeordnete Auslaufkante (4) beblasen wird, über die der durch das Dosierrohr (3) aus einem Behälter geförderte geschmolzene Werkstoff strömt.

Description:
Vorrichtung und Verfahren zum Dosieren von geschmolzenem Werkstoff

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet des Maschinenbaus und der Werkstofftechnik sowie der Verfahrenstechnik. Sie ist mit besonderem Vorteil bei Verfahren einsetzbar, bei denen ein geschmolzener Werkstoff diskontinuierlich von einem Ofen zu einem Behälter gefördert wird. Dies gilt beispielsweise auf dem Gebiet der Metallverarbeitung bei sogenannten Dosieröfen für das Dosieren flüssigen Metalls in eine Gussform. Bei diesen Dosieröfen wird das flüssige Metall durch ein Steigrohr gedrückt und fließt dann über die Steigrohrkante in eine Auslaufrinne.

Es sind aus dem Stand der Technik druckgasbeaufschlagte Dosieröfen, üblicherweise für geschmolzenes Metall, bekannt, wie sie beispielsweise in der DE 2022989 beschrieben sind. Es wird bei solchen Dosieröfen üblicherweise ein druckdichtes Gefäß als Schmelzebehälter verwendet, in den ein Steigrohr druckdicht eingesetzt ist, wobei das Steigrohr in das geschmolzene Metall hineinragt. Durch Druckbeaufschlagung des flüssigen Metallspiegels, übli- cherweise mit einem Gas, wird das flüssige Metall durch das Steigrohr aus dem Behälter heraus und in eine Auslaufrinne gedrückt. Der Gasdruck in dem Schmelzebehälter kann unter Einsatz entsprechender Gasdrucksensoren geregelt werden, um die Abgabegeschwindigkeit zu regeln und jeweils Anfang und Ende eines Dosiervorgangs zu steuern. Mittels solcher Verfahren kann auch die abzugebende Menge des geschmolzenen Metalls bestimmt werden. Entsprechende Dosierverfahren sind auch aus der DE 40 29 386 AI und der EP 0 946 314 Bl bekannt.

Unter dem Einfluss der Schwerkraft fließt das Metall bei solchen Dosieröfen durch die Auslaufrinne und durch ein oder mehrere weitere Rinnenelemente (Zuführrinnen) beispielsweise zu einer Gussform. Bei anderen Verfahren wird der Ofen über ein Ventil, zum Beispiel eine Stopfenstange teilweise entleert, so dass das Metall von oben oder von der Seite in eine Rinne zur Gussform einströmt. In allen Fällen wird der Werkstofffluss zum Ende des

Dosiervorgangs abgebrochen, so dass der Fluss durch die Rinnen oder Rinnenelemente sich zunächst verringert und dann versiegt. Dabei wird der flüssige Werkstoff zuerst zähflüssig und erstarrt dann, und üblicherweise verbleibt eine Restmenge als Metallfaden in den Rinnen oder Rinnenelementen. Entsprechende Ablagerungen können sich durch wiederholte

Dosiervorgänge aufbauen und grundsätzlich unvorhersehbar bei einem Dosiervorgang wegbrechen oder weggespült werden, was zu schwankenden Dosiermengen führt. Ferner können Oxidhäute des Metallfadens in die Gießform oder in eine Füllkammer einer Druckgießmaschine geraten. Es kann somit zu oxydischen Einschlüssen im Gussteil und im Extremfall zu Ausschussteilen kommen.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2009 037 368 AI ist zur Beseitigung von Ablagerungen an der Ablaufkante (Steigrohrkante) und in der Auslaufrinne bereits ein Verfahren bekannt, bei dem zumindest Teile des Bereichs der Kante kontinuierlich und/oder impulsartig zur Freihaltung von Ablagerungen des Metalls beblasen werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt vor dem Hintergrund des Standes der Technik die Aufgabe zugrunde, die Dosiergenauigkeit oder die Qualität des dosierten Materials weiter zu erhöhen. Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der Erfindung gemäß Patentanspruch 1 im Rahmen einer Vorrichtung und mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 im Rahmen eines Verfahrens gelöst. Die Unteransprüche 2 bis 9 und 11 bis 13 zeigen Ausgestaltungen der Erfindung auf.

Demgemäß bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Dosieren oder diskontinuierlichen Fördern von flüssigem oder geschmolzenem Werkstoff, insbesondere Metall, mit einem oder mehreren Rinnenelementen zur Leitung des Werkstoffs. Die Rinnenelemente können im Verlauf des Werkstoffflusses hintereinander angeordnet sein. Dabei ist vorgesehen, dass an mindestens einem der Rinnenelemente, insbesondere an seinem/ihrem Boden wenigstens eine Beblasungsdüse angeordnet ist. Diese kann derart ausgerichtet sein, dass die Beblasungsrichtung in Richtung des Bodens der Rinnenelemente oder parallel zum Boden der Rinnenelemente weist.

Die Erfindung ist beim Dosieren von Metall mit Vorteil anwendbar, jedoch ist grundsätzlich eine Anwendung auch bei der Dosierung anderer Materialien denkbar, die nach dem Dosieren in Rinnenelementen erstarren können, wie beispielsweise gießbare Kunststoffe.

Der Werkstoff wird üblicherweise in einem Schmelzebehälter oder einem anderen Behälter in flüssiger Form bevorratet. Er wird beispielsweise über eine Druckgasbeaufschlagung durch ein in den Flüssigkeitspegel eintauchendes Steigrohr aus dem Behälter hinausbefördert. Das Steigrohr mündet außerhalb des Behälters zu einer Auslaufkante hin, an der ein Rinnenelement in Form einer Auslaufrinne beginnt, die in eine Förderrinne mit einem oder mehreren Rinnenelementen übergeht. Bei anderen Verfahren wird der Anfang der Förderrinne von oben oder von der Seite mit flüssigem Werkstoff gefüllt. Auslauf- und/ oder Förderrinne sind üblicherweise mit einem fallenden Längsverlauf versehen, so dass durch die Wirkung der Schwerkraft der Werkstoff durch die Rinnenelemente von der Auslaufkante weg zu einem Verwendungsort des Werkstoffs fließt.

Bleibt nach dem Ende einer Dosierung oder diskontinuierlichen Förderung des Werkstoffs ein Rest des Werkstoffs in einem oder mehreren Rinnenele- menten der Auslauf- oder Förderrinne stehen und wird dort langsam zähflüssig, so kann durch Beblasung mittels der einen oder mehreren, vorzugsweise in Längsrichtung der Rinnenelemente mit Abstand hintereinander angeordneten Beblasungsdüsen der verbleibende Werkstoff vom Boden der Auslaufrinne oder der Förderrinne weggeblasen und entfernt werden, um bei zukünftigen Dosiervorgängen nicht weiter zu stören. Die Beblasungsdüse mündet in oder an einem Rinnenelement der Auslauf- oder Förderrinne, vorzugsweise an deren Boden und ist weiter vorzugsweise in Längsrichtung der Rinne gerichtet. Bei Anordnung von mehreren Beblasungsdüsen nebeneinander an derselben Stelle im Verlauf des Werkstoffflusses ist die Anordnung in Quer- richtung der Rinnenelemente vorzugsweise symmetrisch zu deren Symmetrieachse.

Zur Auswahl des Zeitpunkts der Beblasung sind weiter unten weitere Ausführungen im Zuge der Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemacht.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Beblasungsdüse(n) in einem Bereich der Rinnenelemente angeordnet ist/sind, der im Betrieb von dem fließenden Werkstoff bedeckt ist und der insbesondere unterhalb des fließenden Werkstoffs liegt. Durch eine Beblasung des Werkstoffs von der Unterseite oder der Stirnseite des Werkstoffs her kann der erstarrende Rest des Werkstoffs besonders einfach weggeblasen werden.

Eine besondere Ausführungsform kann dabei vorsehen, dass die Mündung(en) der Beblasungsdüse(n) derart ausgerichtet ist/sind, dass ein durch sie ausgestoßener Fluidstrom im Wesentlichen in Längsrichtung der Rinnenelemente und im Richtungssinn des Werkstoffflusses ausgestoßen wird.

Dabei kann auch vorgesehen sein, dass die Mündung(en) der Beblasungs- düse(n) derart ausgerichtet ist/sind, dass die Richtung eines durch sie ausgestoßenen Fluidstroms von der Längsrichtung der Rinnenelemente in Werkstoffflussrichtung höchstens um einen Winkel abweicht, der kleiner als 15 Grad, vorzugsweise kleiner als 5 Grad ist, wobei die Richtung des Fluidstroms insbesondere zum Boden der Rinnenelemente gerichtet ist. Im Idealfall löst sich bei Beblasung der Metallfaden aus der aus einem oder mehreren Rinnenelementen bestehenden Rinne zu einem Zeitpunkt, zu dem der geschmolzene Werkstoff noch gut verformbar ist, zu dem jedoch der in der Rinne verbleibende Materialfaden bereits wenigstens teilweise zusammenhängt. Durch eine Beblasung von unten in Längsrichtung der Rinne kann dieser Werkstofffaden gut aus der Rinne im Ganzen oder in großen Teilen wegbewegt werden. Eine Beblasung in einem oberen Bereich der Rinne - in Strömungsrichtung des Werkstoffflusses gesehen stromaufwärts - ist hierzu besonders vorteilhaft.

Es kann zudem auch vorgesehen sein, dass die Beblasung etwa in Längsrichtung der Auslaufrinne, jedoch leicht schräg nach unten zum Boden der Auslaufrinne gerichtet ist, um eine besonders effiziente Entfernung des Werkstofffadens/Metallfadens aus der Rinne zu erreichen.

Es kann bei der Erfindung zudem vorgesehen sein, dass die aus Rinnenelementen gebildete Auslauf- und/ oder die Förderrinne im Verlauf ihres Bodens in Werkstoffflussrichtung eine oder mehrere fallende Stufen aufweist und dass wenigstens eine Beblasungsdüse an einer Stufe angeordnet ist. Hierzu können die Rinnenelemente im Verlauf ihres Bodens in Werkstoffflussrichtung eine oder mehrere fallende Stufen aufweisen oder zwischen den Rinnenelementen können Stufen vorgesehen sein und wenigstens eine Beblasungsdüse kann an einer Stufe angeordnet sein.

Dabei kann konkret vorgesehen sein, dass an einer oder mehreren Stufen jeweils eine Beblasungsdüse an der fallenden Stufenflanke mündet. Derartige Stufen bilden in dem grundsätzlich fallenden Verlauf der Rinnenelemente steile senkrechte oder schräge Flanken, an denen Beblasungsdüsen besonders einfach und wirkungsvoll angeordnet werden können. Die Beblasungsdüsen können dann jeweils an der Stirnseite der Stufenflanke, beispielseise zwischen zwei in diesem Bereich aufeinanderliegenden Rinnenelementen münden und den Beblasungsstrahl parallel zum weiteren Verlauf der Rinnenelemente ausrichten. Damit ist eine Beblasung einerseits von der Unterseite des Werkstoffrests her möglich und andererseits in Längsrichtung des nachfolgenden Rinnenelementes. Idealerweise ergibt sich dadurch eine Kraftwirkung auf den verbleibenden Werkstofffaden sowohl vom Boden der Rinnenelemente weg nach oben als auch in Längsrichtung des Werkstofffadens, so dass dieser, beginnend im stromaufwärts (bezüglich des Werkstoffflusses) gelegenen Bereich der Rinnenelemente, aufgerollt wird und sich zusammenhängend von der Düse weg in Längsrichtung der Rinnenelemente bewegt.

Es kann dabei vorgesehen sein, dass ein erstes Rinnenelement in ein von diesem aus gesehen in Werkstoffflussrichtung weiter stromabwärts liegendes Rinnenelement eingesteckt oder auf dieses aufgelegt ist. Das erste Rinnenelement kann beispielsweise die kurze Auslaufrinne des Steigrohres des Ofens sein. Im Übergangsbereich zwischen dem ersten Rinnenelement und einem weiter stromabwärts liegenden Rinnenelement ist das Ende des ersten Rinnenelements in das weitere Rinnenelement eingesteckt, so dass hier auf natürlichem Wege eine Stufe entsteht. Unter dem Boden des ersten Rinnenelements kann dann an dessen Stirnseite die Mündung einer Beblasungsdüse angeordnet sein, die in Längsrichtung des zweiten Rinnenelements gerichtet ist.

Der Begriff der Rinnenelemente kann im Rahmen dieser Anmeldung auch Rohrelemente mit umfassen.

Es kann zudem vorgesehen sein, dass die Düse(n) im Ouerchnitt schlitzförmig ausgebildet ist/sind, wobei insbesondere der Schlitz gekrümmt ist und wobei der Schlitz weiter insbesondere in derselben Richtung gekrümmt ist wie im Querschnitt der Boden der Auslaufrinne. Die schlitzförmige Düse kann beispielsweise V-förmig oder kreisbogenförmig ausgebildet sein. Eine derartige Düse kann auch in mehrere unmittelbar nebeneinander liegende Düsenöffnungen unterteilt sein.

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Vorrichtung, die einen Behälter mit einem in den im Behälter befindlichen Werkstoff hineinragenden Steigrohr sowie mit einer Vorrichtung zur Förderung des Werkstoffes durch das Steigrohr und mit einem ersten Rinnenelement in Form einer Auslaufrinne für den Werkstoff aufweist, der von dem Dosierrohr über eine Auslaufkante zu weiteren Rinnenelementen führt. Zudem bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum diskontinuierlichen Fördern oder Dosieren eines geschmolzenen, insbesondere metallischen Werkstoffs. Es ist dabei vorgesehen, dass der geschmolzene Werkstoff durch ein oder mehrere Rinnenelemente geleitet wird, dass der Werkstofffluss unterbrochen wird und dass darauf folgend und vor dem vollständigen Erstarren von Werkstoff in oder an wenigstens einem Rinnenelement ein Beblasungsimpuls erzeugt wird. Dazu ist der Beblasungsimpuls (Gasstrom) in Richtung des abfließenden Werkstoffs gerichtet, also in Längsrichtung der Rinnenelemente und bewirkt ein Anblasen des Werkstoffs. Hierdurch wird ein vollständiges Entfernen des Werkstoffs aus den Rinnenelementen vor dem vollständigen Erstarren gefördert.

Es ist weiter vorteilhaft, wenn der Querschnitt des Gasstroms bezüglich seiner Form dem Querschnitt des Flüssigkeitsstroms ähnlich ist, zumindest in Teilbereichen und insbesondere im Bereich des Bodens der Rinne, und wenn das Gas aufgrund seines Impulses den Werkstoff aus der Rinne verdrängt. Da das Erstarren des Werkstoffs während einer kurzen Zeit erfolgt, ist auch die Dauer des Beblasungsimpulses kurz; bei erstarrenden Metallen beispielsweise unter einer Sekunde. Es ist bei dem genannten Verfahren wichtig, dass der

Beblasungsimpuls erst nach der Unterbrechung des Werkstoffflusses erzeugt wird und zu einem Zeitpunkt, zu dem der Werkstoff in der Förderrinne noch nicht vollständig erstarrt ist, so dass er noch verformbar ist und in einem oder wenigen verformten Teilen aus den Rinnenelementen herausbewegt werden kann. Der Zeitpunkt des Beblasens ist vorzugsweise auch so gewählt, dass das Restmaterial nicht in viele Kleinmengen/Tropfen zerstiebt, sondern wenigstens teilweise zusammenhängt, so dass es in einem oder wenigen großen Teilen aus den Rinnenelementen herausbewegt wird.

Der Beblasungsimpuls kann beispielsweise durch Druckluftbeaufschlagung einer Düse erzeugt werden.

Es kann vorteilhaft sein, die Förderrinne aus Teilstücken in Form von Rinnenelementen aufzubauen, die ineinander eingelegt sind, sodass sich Stufen ergeben. Dann kann der Beblasungsimpuls von einer Stufenflanke im Boden der Rinne ausgehen und insbesondere in Werkstoffflussrichtung gerichtet sein, weiter vorzugsweise auf den Boden der Rinnenelemente oder parallel zum Boden eines Rinnenelements gerichtet.

In einer besonderen Ausführungsform kann auch vorgesehen sein, dass mehrere Beblasungsimpulse von verschiedenen Beblasungsdüsen gleichzeitig oder nacheinander ausgestoßen werden.

Werden die Beblasungsimpulse aus verschiedenen Beblasungsdüsen nicht gleichzeitig ausgestoßen, so kann vorgesehen sein, dass die Beblasungsimpulse aus einer oder mehreren Beblasungsdüsen, die in der Rinne bezüglich des Werkstoffflusses stromaufwärts angeordnet sind, zeitlich vor den

Beblasungsimpulsen erfolgen, die aus Beblasungsdüsen ausgestoßen werden, die weiter stromabwärts angeordnet sind. Der Versatz der verschiedenen Beblasungsimpulse kann beispielsweise weniger als 2 Sekunden, insbesondere weniger als 1 Sekunde betragen. Die Beblasungsdüsen können entlang der Rinne in deren Längsrichtung im Abstand von einigen Zentimetern bis einigen Dezimetern angebracht sein. Dabei kann der Mindestabstand zwischen zwei Düsen in Längsrichtung der Rinne insbesondere 20 bis 100 Zentimeter betragen.

Die Dauer des Beblasungsimpulses kann auch verlängert werden, um - beispielsweise nach Ende eines Dosiervorgangs - feste Verunreinigungen aus der Rinne zu blasen oder um die Rinne mit einem Inertgas zu beaufschlagen.

Bei Dosieröfen mit Steigrohr kann zudem vorgesehen sein, dass zusätzlich zu dem oder den vom Boden der Rinnenelemente ausgehenden

Beblasungsimpuls(en) eine an einem Dosierrohr angeordnete Auslaufkante beblasen wird, über die der durch das Dosierrohr aus einem Behälter geförderte geschmolzene Werkstoff strömt. Durch diese Ausgestaltung wird insbesondere die Auslaufkante im Bereich des Steigrohrs zu den folgenden Rinnenelementen hin frei von Resten an erstarrtem Werkstoff gehalten. Das Beblasen der Auslaufkante kann auch zu einer günstigen Bewegung des Restwerkstoffes nach der Dosierung aus der Auslaufrinne heraus beitragen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Figuren einer Zeichnung gezeigt und anschließend beschrieben. Dabei zeigt Fig. 1 eine Teilansicht eines Dosierofens mit Steigrohr im Querschnitt,

Fig. 2 eine längsgeschnittene Ansicht von Rinnenelementen mit

Stufen und Düsen,

Fig. 3 ein Zeitschema mit der zeitlichen Aufeinanderfolge von

Beblasungsimpulsen, Fig. 4 eine stirnseitige Ansicht einer Stufenflanke mit einer

Beblasungsdüsenmündung in einer ersten Ausführungsform, sowie

Fig. 5 eine Ansicht einer Beblasungsdüsenmündung in einer zweiten

Ausführungsform.

Figur 1 zeigt einen Teil eines Dosierofens 1, der in Form eines Behälters eine Metallschmelze 2 enthält. Ein Steigrohr 3 ist gasdicht in die Wand des Behälters eingepasst und ragt in die Metallschmelze 2 hinein. Im gezeigten Beispiel wird während des Dosiervorgangs die Metallschmelze durch das Steigrohr herausgedrückt und läuft über die Auslaufkante 4 in die Auslaufrinne 5, die ein erstes Rinnenelement bildet und von dort weiter in ein Förderrinnenelement 6a,welches ein zweites Rinnenelement bildet, wobei die Rinnenelemente zusammen eine Rinne bilden, welche beispielsweise zu einer Gussform führt.

Die Auslaufrinne 5 (das erste Rinnenelement) kann beispielsweise mit dem Dosierrohr 3 zusammenhängen und auch mit diesem einstückig hergestellt sein.

Wie bereits aus dem Stand der Technik bekannt ist, kann die Beblasung der Auslaufkante 4 durch die Düse 7 dafür sorgen, dass sich an der Auslaufkante keine Metallablagerungen festsetzen.

Im Verlauf der Rinnenelemente 5, 6a sind an den stufenförmigen Übergängen Beblasungsdüsen 8 vorgesehen. Der Werkstofffluss, im vorgestellten Beispiel der Metallschmelzfluss, fließt üblicherweise über die Beblasungsdüse 8 hinweg in Längsrichtung 37 der Rinne 6a.

Nach dem Ende eines Dosiervorgangs, wenn der Fluss von geschmolzenem Metall über die Auslaufkante 4 abreißt, bleibt etwas von dem geschmolzenen Metall entlang der Auslaufrinne in Form eines Metallfadens am Grund der Rinne liegen, der mittels der Beblasung über die Beblasungsdüse 8 zuverlässig und vollständig entfernt werden kann, wenn die Beblasung zum richtigen Zeitpunkt und in der richtigen zeitlichen Abfolge stattfindet.

In Figur 2 sind in einem Längsschnitt mehrere Rinnenelemente (Auslauf- 5 und Förderrinne 6a, 6b) dargestellt, die derart ineinandergesteckt sind, dass in den Übergangsbereichen Stufen 10, 11 entstehen. Der Werkstofffluss des flüssigen Metalls bewegt sich in Richtung des Pfeils 37a bzw. 37b. Im Bereich der Stufen 10, 11 ist jeweils eine Düse 8, 9a dargestellt, wobei die Mündung der

Beblasungsdüsen 8, 9a in der fallenden Flanke der jeweiligen Stufe angeordnet ist.

Die Beblasungsdüsen 8, 9a sind jeweils an Gasleitungen 12, 13 angeschlossen, die jeweils durch ein Ventil 14, 15 derart angesteuert werden, dass sie nacheinander, beginnend mit der Beblasungsdüse 8, einen Gasstromimpuls (Beblasungsimpuls) ausstoßen. Die Ventile 14, 15 werden von einer Steuereinrichtung 16 angesteuert, die mit der Dosiereinrichtung 1 verbunden ist, so dass der zeitliche Verlauf der Beblasungsimpulse in Abhängigkeit von dem Ende eines Dosiervorgangs gesteuert werden kann. Die Beblasungsdüsen umfassen jeweils die Enden von Leitungen, durch die das Beblasungsfluid fließt, wobei die Enden der Leitungen jeweils zwischen zwei aufeinandergelegten Rinnenelementen im Endbereich des einen Rinnenelementes angeordnet sind. In dem Bereich, in dem die Düsen angeordnet sind, kann jeweils wenigstens ein Rinnenelement eine Ausnehmung aufweisen, die die

Beblasungsdüse aufnimmt.

In Figur 3 ist in einem Diagramm der zeitliche Verlauf der verschiedenen Beblasungsimpulse der unterschiedlichen Beblasungsdüsen gezeigt. Im untersten Teildiagramm 17 ist der Beblasungsverlauf der Beblasungsdüse 8 dargestellt. Wird der Zeitpunkt des Endes einer Dosierung mit t = 0 ange- nommen, so findet der erste Beblasungsimpuls, dargestellt durch die Kurvenform 18, zum Zeitpunkt ti statt.

Darauffolgend wird, wie im Diagramm 19 dargestellt, die Beblasungsdüse 9a aktiviert, so dass zum Zeitpunkt t 2 aus dieser ein Beblasungsimpuls erfolgt, der durch den Peak 20 dargestellt ist.

Aus den Diagrammen der Figur 3 ist zudem ersichtlich, dass in diesem Beispiel die Gasströmung aus den Beblasungsdüsen 8, 9a dargestellt in den Diagrammen 17, 19 nicht auf null zurückgeht, sondern dass eine bestimmte Druckgasmenge kontinuierlich aus den Beblasungsdüsen 8, 9a ausströmt. Hierdurch wird das Verstopfen dieser Beblasungsdüsen durch flüssiges Metall im Betrieb verhindert. Es ist jedoch auch möglich, die Beblasungsstärke zwischen den Beblasungsimpulsen auf null zu reduzieren.

In Figur 4 und Figur 5 ist jeweils eine Frontalansicht der Stirnseite der Stufe 11 und des Rinnenelementes 6a in verschiedenen Ausführungsformen gezeigt. Der Verlauf der Mündung der Beblasungsdüse ist im Querschnitt der Rinnenelemente 6a, 6b V-förmig. Der Verlauf der Mündung der Beblasungsdüse kann jedoch auch kreisringsegmentförmig oder spitz zulaufend V-förmig ausgestaltet sein. Es ist möglich, die Düsenmündung in Teilsegmente zu unterteilen (siehe Figur 5) und jedes Teilsegment einzeln anzusteuern. Die Breite der Öffnung der Beblasungsdüsenmündung kann über den Verlauf des Querschnitts der Mündung variabel sein.

Die einzelnen Beblasungsdüsenmündungen der Beblasungsdüsen 8, 9a können unterschiedlich sein, sie können jedoch auch gleichartig gestaltet sein.

Die Erfindung erlaubt eine effektive und effiziente Beblasung einer Auslaufrinne einer Dosiervorrichtung derart, dass Metallreste am Ende eines Dosiervorgangs weitgehend entfernt werden können, so dass ein nachfolgender Gießvorgang nicht gestört wird.