(19)
(11) EP 1 481 748 B1

(12) EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT

(45) Hinweis auf die Patenterteilung:
17.10.2007  Patentblatt  2007/42

(21) Anmeldenummer: 04010438.2

(22) Anmeldetag:  29.04.2004
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC): 
B22D 17/32(2006.01)
B22D 18/08(2006.01)

(54)

Metallgiessanlage und-verfahren

Apparatus and process for casting metal

Appareil et procédé de coulée de métal


(84) Benannte Vertragsstaaten:
DE FR GB IT

(30) Priorität: 28.05.2003 DE 10324247

(43) Veröffentlichungstag der Anmeldung:
01.12.2004  Patentblatt  2004/49

(73) Patentinhaber: Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
80809 München (DE)

(72) Erfinder:
  • Blümlhuber, Wolfgang, Dr.
    80797 München (DE)
  • Wolf, Johann
    85662 Hohenbrunn (DE)
  • Sachsenhauser, Andreas
    84030 Ergolding (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
EP-A- 0 378 155
FR-A- 1 257 708
US-A- 4 047 558
EP-A- 0 624 413
FR-A- 2 460 170
US-A- 4 050 503
   
  • PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 011, no. 094 (M-574), 25. März 1987 (1987-03-25) -& JP 61 245955 A (TOSHIBA CORP), 1. November 1986 (1986-11-01)
  • PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1997, no. 02, 28. Februar 1997 (1997-02-28) -& JP 08 257684 A (HONDA MOTOR CO LTD), 8. Oktober 1996 (1996-10-08)
  • PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1997, no. 02, 28. Februar 1997 (1997-02-28) -& JP 08 281414 A (TOSHIBA MACH CO LTD), 29. Oktober 1996 (1996-10-29)
   
Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen).


Beschreibung


[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Metallgießanlage, und insbesondere auf eine Niederdruck-Gießanlage, sowie auf ein Metallgießverfahren, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 7.

[0002] In Verbindung mit dem Schwerkraft-Gießverfahren ist es bekannt, die Füllstandshöhe der Gießrinne mit Hilfe eines Laser-Abstandssensors zu messen. Dabei kommt es jedoch aufgrund von unkontrollierten Badbewegungen, Streueffekten des Schmelzespiegels oder anderen Störeffekten zu erheblichen Messfehlem, so dass eine solche opto-elektronische Füllstandsmessung zur kontinuierlichen Regulierung des Schmelzezustroms zur Gießform ungeeignet ist.

[0003] Weiterhin ist in der EP-A-0 378 155 eine Gießsteuerung mit einem Regelkreis offenbart, welcher mit einer Füllstandsmessung nach Art eines Plattenkondensators arbeitet, dessen eine Kondensatorplatte durch den Metallspiegel in der Gießform gebildet wird. Auch dieser bekannte Füllstandssensor ist äußerst störanfällig und der zugehörige Regelkreis entsprechend fehlerbehaftet.

[0004] Ferner ist aus der JP-A-08281414 ein Verfahren zur Steuerung des Schmelzezustroms zu einer Druckgussform bekannt, bei dem der jeweilige Schmelzezustrom zur Gießform unter Zugrundelegung einer konstanten Füllgeschwindigkeit aus gespeicherten Querschnittsdaten der Formkavität vorausberechnet und dann zeitgesteuert mit Hilfe einer die Gießform befüllenden Schmelzepumpe reguliert wird. Bei einer derartigen Steuerung bleiben Dichte- oder Viskositätsschwankungen, verursacht durch eine ungleichförmige Temperaturverteilung in der Gießform, sowie Querschnittstoleranzen der Formkavität oder andere Störwirkungen unberücksichtigt, so dass deutliche Abweichungen von der vorgegebenen Füllgeschwindigkeit und dementsprechend Qualitätseinbußen des auf diese Weise hergestellten Gussteils unvermeidbar sind.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Metallgießanlage und ein Metallgießverfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, dass eine weitgehend beliebig vorgegebene, also nicht nur konstante Füllgeschwindigkeit der Gießform mit hoher Genauigkeit eingehalten wird.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Metallgießanlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst.

[0007] Erfindungsgemäß wird der Schmelzezustrom zur Gießform vorrangig durch einen Regelkreis mit einer vorgegebenen Füllgeschwindigkeit als Führungswert und einer opto-elektronischen Füllstandsabtastung als Messwert einreguliert, gleichzeitig aber eine vorprogrammierte Füllstandssteuerung in Bereitschaft mitgeführt, die in einer Rechenstufe den zeitlichen Verlauf des Schmelzezustroms auf der Grundlage der vorgegebenen Füllgeschwindigkeit und von CAD-gestützten Querschnittsdaten der Formkavität vorausberechnet und auf die immer dann zurückgegriffen wird, wenn der Regelkreis aufgrund einer prozessbedingt unvermeidbaren Störung der optischen Füllstandsmessung, etwa einer Rauchentwicklung durch Kerngase, fehlerhaft arbeitet. Auf diese Weise werden die systemimmanenten Fehlerquellen der opto-elektronischen Regelung einerseits und der programmgeführten Füllstandssteuerung andererseits wechselweise eliminiert und sichergestellt, dass der Füllprozess selbsttätig und exakt mit einer im Hinblick auf eine hohe Gussteilqualität vorgegebenen Füllgeschwindigkeit abläuft. Dabei können die von der Rechenstufe ermittelten Steuerwerte über eine entsprechende Signalleitung ständig durch die aktuellen Regelkreiswerte nachkorrigiert werden, solange die opto-elektronische Abtastung stabil arbeitet, und so die CAD-gestützte Füllstandssteuerung nochmals deutlich verbessert werden.

[0008] Als für eine Echtzeitregulierung des Füllprozesses besonders günstige, weil leicht zu detektierende Messsignal-Stabilitätsgrenze wird vorzugsweise eine vorgegebene Schwankungsbreite des Messsignals und/oder eine sprunghafte, die Regelcharakteristik des Regelkreises überschreitende Abweichung zwischen dem gemessenen und dem vorgegebenen Füllgeschwindigkeitswert gewählt.

[0009] Die Vorteile der Erfindung zeigen sich besonders deutlich, wenn, wie bevorzugt, die Gießform im Niederdruckverfahren über ein in das Schmelzebad eines druckregulierbaren Schmelzeofens eintauchendes Steigrohr befüllt wird. In diesem Fall wird der Anstieg des Ofendrucks über einen Druckregelkreis unterhalb der Messsignal-Stabilitätsgrenze unmittelbar als Funktion der Regelabweichung zwischen gemessenem und vorgegebenem Füllgeschwindigkeitswert und oberhalb der Stabilitätsgrenze nach Maßgabe eines von der Rechenstufe unter Einbeziehung der sich während des Füllvorgangs ändemden Füllstandsdifferenz zwischen Schmelzeofen und Gießform ermittelten Steuersignals einreguliert.

[0010] Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in stark schematisierter Dar stellung:
Fig. 1
eine Niederdruck-Gießanlage einschließlich des zugeordneten Regel- und Steuersystems;
Fig. 2
ein Blockschaltbild der Vergleichsstufe gemäß Fig. 1; und
Fig. 3
Diagramme zur Darstellung der von der Rechenstufe ermittelten Steuerwerte (linkes Diagramm) und der entsprechenden Regelkreiswerte (rechtes Diagramm).


[0011] Fig. 1 zeigt eine Niederdruck-Gießanlage mit einem Schmelzeofen 1 zum Befüllen einer an das trichterförmig erweiterte Ende eines in das Ofenbad eintauchenden Steigrohrs 2 ankoppelbaren Gießform 3 unter der Wirkung eines Gasdrucks p, welcher über einen Druckregelkreis 4, bestehend aus einem Drucksensor 5, einem Druckregler 6 und einem an einen Druckgasspeicher D angeschlossenen Ventil 7, nach Maßgabe eines dem Druckregelkreis 4 zugeführten Stellsignals einreguliert wird.

[0012] Erzeugt wird das Druckstellsignal von einem kombinierten Regel- und Steuersystem, und zwar vorrangig durch dessen Regelkreis 8, während die Steuerung 9 in Bereitschaft mitläuft und nur aktiviert wird, wenn der Regelkreis 8 gestört ist.

[0013] Die Messeinrichtung des Regelkreises 8 besteht aus einem opto-elektronischen Sensor in Form eines Abstandlasers 10, der die jeweilige Füllhöhe h der Gießform 3 vom Beginn bis zum Ende des Füllvorgangs laufend mit hoher Taktfrequenz abtastet. Das Sensor-Messsignal s wird in eine Vergleichsstufe 11 eingegeben, wo es auf die unten beschriebene Weise mit einer Messsignal-Stabilitätsgrenze verglichen und unterhalb der Stabilitätsgrenze an den istwert-Eingang eines Reglers 12 weitergeleitet wird. Hier wird die Regelabweichung zwischen der zeitlichen Änderung des Messsignals und einem entsprechenden, für die gemessene Füllstandshöhe h vorgegebenen Führungswert ermittelt, welcher in einem Sollwertgeber 13 in Form einer fest vorprogrammierten zeitlichen Füllstandsänderung, d.h. des Verlaufs der Füllgeschwindigkeit v als Funktion der Füllhöhe h, gespeichert ist. Die Füllgeschwindigkeit v wird im Hinblick auf eine hohe Gussteilqualität im Allgemeinen nicht konstant gewählt, sondern z.B. im Bereich dünner Gusswandstärken, wo sich die Schmelzeviskosität stärker bemerkbar macht, abgesenkt, damit von den nacheilenden Schmelzefronten auch in diesen Bereichen ein einheitliches Füllstandsniveau aufrechterhalten wird. Durch das nach Maßgabe der Regelabweichung erzeugte Stellsignal des Reglers 12 wird der Schmelzezustrom zur Gießform 3 auf dem Wege über den Druckregler 6 derart einreguliert, dass die zeitliche Füllhöhenänderung auf dem für diese Füllhöhe vorgegebenen Geschwindigkeitswert gehalten wird, d.h. der zeitliche Anstieg des Ofendrucks p wird erhöht, wenn die gemessene Füllgeschwindigkeit den vorgegebenen Führungswert unterschreitet, und oberhalb des Führungswertes entsprechend verringert.

[0014] Die Messsignal-Stabilitätsgrenze ist durch zwei Schwellwertdetektoren 14, 15 der Vergleichsstufe 11 definiert. Der Schwellwertdetektor 14 spricht an, wenn das Messsignal s eine vorgegebene Schwankungsbreite überschreitet, während der Schwellwertdetektor 15 anspricht, wenn die Differenz zwischen der vom Sensor 10 angezeigten und der vorgegebenen Füllgeschwindigkeit, welche normalerweise durch den Regelkreis 8 ausgeregelt wird, ein vorgegebenes Ausmaß überschreitet. Sobald eine derartige Messsignalstörung festgestellt wird, wird der Regelkreis 8 durch die Vergleichsstufe 11 deaktiviert und die Steuerung 9 zugeschaltet, woraufhin der Ofendruck p nach Maßgabe der von der Steuerung 9 errechneten Druckwerte einreguliert wird.

[0015] Hauptbestandteil der Steuerung 9 ist eine Rechenstufe 16, welche die als Funktion der Füllhöhe h gespeicherten Querschnittsdaten der Formkavität 18 der Gießform 3 aus einem Datenspeicher 17 abruft, über eine Signalleitung 19 die aktuellen Ofendruckwerte p vom Druckregler 6 und über eine weitere Signalleitung 20 das Füllstands-Messsignal s des Sensors 10 erhält, solange dieser störungsfrei arbeitet, sowie über eine - in Fig. 1 gestrichelt dargestellte - Steuerleitung durch die Vergleichsstufe 11 aktiviert wird, wenn die Messsignal-Stabilitätsgrenze überschritten wird. Ferner werden der Rechenstufe 16 die Füllgeschwindigkeitswerte v als Funktion der Füllzeit zugeführt.

[0016] Die Berechnung erfolgt aufgrund der Ausgangswerte ho, hso und po zu Beginn des Füllvorgangs und wird anhand der Fig. 3 (linkes Diagramm) näher erläutert. Durch Integration des Füllgeschwindigkeitsverlaufs v ergibt sich der zeitliche Höhenverlauf h und unter Einbeziehung der Querschnittsdaten des Datenspeichers 17 der entsprechende Schmelzezustrom m. Die Ofendruckkurve p wird wie folgt vorausberechnet: Aus den Querschnittsdaten der Formkavität 18 ist für jede Füllhöhe h das in die Gießform 3 bereits eingeströmte und damit das im Schmelzeofen 1 fehlende Schmelzevolumen bekannt. Hieraus ergibt sich unter Einbeziehung des Ofenquerschnitts der jeweilige Ofenfüllstand hs und somit auch die Höhe der Flüssigkeitssäule h - hs und aus dieser, multipliziert mit der Schmelzedichte, der jeweils erforderliche Ofendruck p. In Fig. 3 (linkes Diagramm) sind diese Rechenwerte zu Beginn des Füllvorgangs in durchgehenden Linien dargestellt. Aufgrund der eingangs erwähnten Störeffekte entsprechen die so errechneten Werte jedoch nicht den tatsächlich vorliegenden, vom Regelkreis 8 in dessen Aktivphase ermittelten Mess- und Regelwerten (rechtes Diagramm der Fig. 3) und werden daher laufend über die Signalleitungen 19, 20 aktualisiert. Wenn somit der Sensor 10 zum Zeitpunkt Z1 ausfällt, enthält die Rechenstufe 16 als Füllstandshöhe h nicht den ursprünglich für diesen Zeitpunkt z1 vorausberechneten, sondern den vom Sensor 10 zuletzt unterhalb der Stabilitätsgrenze gemessenen Höhenwert hz1. Gleichzeitig sind auch die Schmelze- und Ofendruckkurven, m, p, soweit parallel verschoben, dass ihre Werte bei der Messhöhe hz1 den zum Zeitpunkt z1 vom Regelkreis 8 eingeregelten Schmelzestrom- und Ofendruckwerten mz1 und pz1 entsprechen, wie dies durch die strichpunktierten Linien im linken Diagramm der Fig. 3 dargestellt ist.

[0017] In der nunmehr beginnenden Steuerphase wird der Füllprozess mit den so korrigierten Rechenwerten fortgesetzt, der Ofendruck p also von der Rechenstufe 16 längs des strichpunktierten Kurvenstücks - über die in Fig. 1 gestrichelt dargestellte Drucksteuerleitung 21 - einreguliert, bis der Sensor 10 zum Zeitpunkt z2 wieder störungsfrei arbeitet, woraufhin die Rechenwerte erneut durch die Mess- und Regelwerte, hz2, mz2 und pz2, des Regelkreises 8 aktualisiert werden, wie dies durch den gestrichelten Kurvenverlauf des Rechendiagramms der Fig. 3 dargestellt ist, und der Füllprozess nunmehr im Regelmodus bis zur nächsten Messsignalstörung weitergeführt wird.

[0018] Durch die beschriebene, in Echtzeit ablaufende Niederdruckbefüllung mit einem die aktuelle Füllhöhe erfassenden Regelkreis 8 und einem hierzu alternierend aktivierten, zeitlichen Rechenmodell lässt sich die Qualität der Gussteile erheblich verbessern, da der Füllprozess mit einer definiert vorgegebenen, auf die jeweils vorhandene Wandstärke und Querschnittsfläche des Gussteils abgestimmten Füllgeschwindigkeit selbsttätig und weitgehend unbeeinflusst von unkontrollierbaren Störeffekten und dementsprechend hoher Genauigkeit abläuft.


Ansprüche

1. Metallgießanlage, insbesondere Niederdruck-Gießanlage, mit einer den jeweiligen Schmelzezustrom zur Gießform nach Maßgabe einer vorgegebenen zeitlichen Füllhöhenänderung (Füllgeschwindigkeit) aus gespeicherten Querschnittsdaten der Formkavität berechnenden Rechenstufe und einer von den Ausgangssignalen der Rechenstufe betätigten, den Schmelzezustrom regulierenden Stelleinrichtung, gekennzeichnet durch
einen Regelkreis (8), der enthält:

- einen opto-elektronischen, die aktuelle Füllhöhe (h) der Gießform (3) messenden Sensor (10),

- einen den Schmelzezustrom (m) in Abhängigkeit von der Regelabweichung zwischen der gemessenen zeitlichen Füllhöhenänderung und dem zugeordneten Füllgeschwindigkeitswert (v) einstellenden Regler (12), und

- eine die Messsignale (s) mit einer vorgegebenen Messsignal-Stabilitätsgrenze vergleichende, bei Überschreiten der Stabilitätsgrenze die Rechenstufe (16) und unterhalb der Stabilitätsgrenze den Regler (12) zur Regulierung des Schmelzestroms anwählende Vergleichsstufe (11).


 
2. Metallgießanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
eine unterhalb der Stabilitätsgrenze ein Füllstands-Korrektursignal von der Vergleichsstufe (11) auf die Rechenstufe (16) aufschaltende Signalverbindung (20).
 
3. Metallgießanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
die Vergleichsstufe (11) einen die Rechenstufe (16) oberhalb einer vorgegebenen Messsignal-Schwankungsbreite anwählenden Schwellwertdetektor (14) enthält.
 
4. Metallgießanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Vergleichsstufe (11) einen die Rechenstufe (16) oberhalb einer vorgegebenen Differenz zwischen der zeitlichen Ableitung des Sensorsignals (s) und dem zugeordneten Füllgeschwindigkeitswert (v) anwählenden Schwellwertdetektor (15) enthält.
 
5. Metallgießanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem druckregulierbaren Schmelzeofen (1) zum Befüllen der Gießform über ein in das Ofenbad eintauchendes Steigrohr (2), dadurch gekennzeichnet, dass
als Stelleinrichtung ein den Anstieg des Ofendrucks (p) nach Maßgabe des Stellsignals des Reglers (12) und oberhalb der Stabilitätsgrenze nach Maßgabe des unter Einbeziehung der Füllstandsdifferenz zwischen Schmelzeofen (1) und Gießform (3) ermittelten Ausgangssignals der Rechenstufe (16) einregulierender Druckregelkreis (6) vorgesehen ist.
 
6. Metallgießanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der opto-elektronische Sensor (10) ein Lasersensor ist.
 
7. Metallgießverfahren, bei dem eine Gießform mit einer vorgegebenen zeitlichen Füllhöhenänderung (Füllgeschwindigkeit) mit Metallschmelze aus einem Schmelzeofen befüllt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweiligen Schmelzezustrom zur Gießform aus gespeicherten Querschnittsdaten der Gießform und dem zugeordneten Füllgeschwindigkeitswert vorausberechnet und
die aktuelle Füllhöhe der Gießform auf opto-elektronischem Wege während des Füllprozesses laufend gemessen wird,
die Füllhöhen-Messsignale mit einer Messsignal-Stabilitätsgrenze verglichen werden und
unterhalb der Messsignal-Stabilitätsgrenze der Schmelzezustrom zur Gießform nach Maßgabe der Regelabweichung zwischen gemessener zeitlicher Füllhöhenänderung und zugeordnetem Füllgeschwindigkeitswert geregelt und die Berechnung des Schmelzezustroms entsprechend korrigiert und bei Überschreiten der Stabilitätsgrenze der errechnete Schmelzezustrom in die Gießform eingespeist wird.
 
8. Metallgießverfahren nach Anspruch 7, bei dem die Gießform über eine in das Schmelzebad eines druckregulierbaren Schmelzeofens eintauchendes Steigrohr befüllt wird, dadurch gekennzeichnet, dass
der Anstieg des Ofendrucks unterhalb der Messsignal-Stabilitätsgrenze direkt als Funktion der Regelabweichung und oberhalb der Stabilitätsgrenze nach Maßgabe eines unter Berücksichtigung der Füllstandsdifferenz zwischen Schmelzeofen und Gießform errechneten Stellwerts einreguliert wird.
 


Claims

1. A metal-casting installation, especially a low-pressure casting installation, comprising a calculating stage which calculates the melt feed stream to the mould at a given moment in accordance with a set change in filling height per unit time (filling speed), using stored cross-sectional data relating to the mould cavity, and also comprising an adjusting device which is actuated by the output signals from the calculating stage and adjusts the melt feed stream, characterised by a control loop (8) containing :

- an opto-electronic sensor (10) measuring the actual filling height (h) of the mould (3),

- a controller (12) which adjusts the melt feed stream (m) in dependence on the deviation between the measured change in filling height per unit time and the associated filling speed (v), and

- a comparison stage (11) which compares the measuring signal (s) with a set measuring-signal stability limit and communicates with the calculating stage (16) if the stability limit is exceeded and communicates with the controller (12) for adjusting the melt speed stream if the stability limit has not been reached.


 
2. A metal casting installation according to claim 1, characterised by
a signal connection (20) which, when the stability limit is not reached, connects a filling-level correcting signal from the comparison stage (11) to the calculating stage (16).
 
3. A metal casting installation according to claim 1 or claim 2, characterised in that
the comparison stage (11) contains a threshold value detector (14) which communicates with the calculating stage (16) above a set measuring signal fluctuation range.
 
4. A metal casting installation according to any of the preceding claims,
characterised in that
the comparison stage (11) contains a threshold-value detector (15) which communicates with the calculating stage (16) above a set difference between the derivative with respect to time of the sensor signal (s) and the associated filling-speed value (v).
 
5. A metal casting installation according to any of the preceding claims, comprising an adjustable-pressure melting furnace (1) for filling the mould via a feed tube (2) dipping into the molten material, characterised in that the adjusting device is a pressure-regulating circuit (6) which adjusts the increase in furnace pressure (p) in accordance with the adjusting signal from the controller (12) whereas above the stability limit it adjusts the pressure in accordance with the output signal from the calculating stage (16) obtained with allowance for the difference in filling level between the furnace (1) and the mould (3).
 
6. A metal casting installation according to any of the preceding claims,
characterised in that
the opto-electronic sensor (10) is a laser sensor.
 
7. A metal casting process wherein a mould is filled with molten metal from a melting furnace at a set filling speed (i.e. change of filling height with time), characterised in that
the melt feed stream to the mould at a given time is calculated in advance from stored cross-sectional data for the mould and the associated filling-speed value and
the actual filled height of the mould is measured opto-electronically continuously during the filling process,
the filling-height measuring signal is compared with a measuring-signal stability limit and
below the measuring-signal stability limit the melt feed stream to the mould is adjusted in accordance with the deviation between the measured change in filling height with time and the associated filling speed and the calculation of the melt feed stream is corrected accordingly whereas when the stability limit is exceeded the calculated melt feed stream is supplied to the mould.
 
8. A metal casting process according to claim 7, wherein the mould is filled through a feed tube dipping into the molten material in an adjustable-pressure melting furnace, characterised in that
below the measuring-signal stability limit the increase in furnace pressure is directly adjusted in dependence on the deviation whereas above the stability limit it is adjusted in accordance with a manipulated value calculated so as to allow for the difference in filling level between the melting furnace and the mould.
 


Revendications

1. Installation de coulée de métal, notamment installation de coulée basse pression, comportant un étage de calcul pour calculer le débit d'alimentation respectif en produit en fusion du moule de coulée selon l'indication d'une variation de niveau de remplissage, prédéfinie dans le temps (vitesse de remplissage) à partir de données concernant la section de la cavité du moule, données enregistrées en mémoire, et d'une installation d'actionnement régulant le débit de produit en fusion en étant commandée par les signaux fournis par l'étage de calcul,
caractérisée par
un circuit de régulation (8) comprenant :

- un capteur optoélectronique (10) mesurant le niveau de remplissage actuel (h) du moule de coulée (3),

- un régulateur (12) réglant le débit de produit en fusion (m) en fonction de la déviation de régulation entre la variation de niveau de remplissage mesurée dans le temps et la vitesse de remplissage correspondante (v) et

- un étage de comparaison (11) comparant les signaux de mesure (s) à une limite de stabilité de signal de mesure, prédéfinie, et en cas de dépassement de cette limite de stabilité, l'étage de calcul (16) assure la régulation du débit de produit en fusion et en dessous de la limite de stabilité le régulateur (12) il assure la régulation du débit de produit en fusion.


 
2. Installation de coulée de métal selon la revendication 1,
caractérisée par
une ligne de signal (20) qui applique un signal de correction de niveau de remplissage de l'étage de comparaison (11) à l'étage de calcul (16) lorsqu'on est en dessous de la limite de stabilité.
 
3. Installation de coulée de métal selon la revendication 1 ou 2,
caractérisée en ce que
l'étage de comparaison (11) comporte un détecteur de seuil (14) sélectionnant l'étage de calcul (16) au-dessus d'une plage d'oscillation de signal de mesure prédéfinie.
 
4. Installation de coulée de métal selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
l'étage de comparaison (11) comporte un détecteur de seuil (15) sélectionnant l'étage de calcul (16) au-dessus d'une différence prédéterminée entre la dérivée dans le temps du signal de capteur (s) et la valeur correspondante de la vitesse de remplissage (v).
 
5. Installation de coulée de métal selon l'une des revendications précédentes, comportant un four de fusion (1) régulé en pression pour remplir le moule de coulée par l'intermédiaire d'un tube montant (11) plongeant dans le bain du four,
caractérisée en ce que
l'installation d'actionnement est un circuit de régulation de pression (6) qui régule la montée de la pression du four (p) suivant le signal d'actionnement du régulateur (12) et au-dessus de la ligne de stabilité, en fonction du signal de sortie de l'étage de calcul (16) tenant compte du signal de sortie obtenu selon la différence de niveau de remplissage entre le four de fusion (1) et le moule de coulée (3).
 
6. Installation de coulée de métal selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
le capteur optoélectronique (10) est un capteur laser.
 
7. Procédé de coulée de métal selon lequel on remplit un moule de coulée selon une variation de niveau de remplissage prédéfinie dans le temps (vitesse de remplissage) avec un bain de métal en fusion venant d'un four de fusion,
caractérisé en ce qu'

- on calcule au préalable le débit de produit en fusion respectif pour le moule de coulée à partir des données de section en mémoire du moule de coulée et de la valeur de niveau de remplissage correspondante, et

- on mesure en permanence le niveau de remplissage actuel du moule de coulée par voie optoélectronique en continu pendant le remplissage,

- on compare les signaux de mesure des niveaux de remplissage à une limite de stabilité de signal de mesuré et

- en dessous de la limite de stabilité de mesure, on régule le débit de produit en fusion vers le moule de coulée selon l'indication de la déviation de régulation entre une variation de niveau de remplissage mesurée dans le temps et une vitesse de remplissage associée et on corrige le calcul du débit de produit en fusion de façon correspondante et en cas de dépassement de la limite de stabilité, on fournit au moule de coulée le débit de produit en fusion calculé.


 
8. Procédé de coulée de métal selon la revendication 7, selon lequel on remplit le moule de coulée par un tube montant plongé dans le bain de produit en fusion d'un four de fusion régulé en pression,
caractérisé en ce qu'
on régule la montée de la pression du four sous la limite de stabilité du signal de mesure, directement comme fonction de la déviation de régulation et au-dessus de la limite de stabilité, comme mesure d'une valeur de réglage, calculée en tenant compte de la différence de niveau de remplissage entre le four de fusion et le moule de coulée.
 




Zeichnung











Angeführte Verweise

IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE



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