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Verfahren und Vorrichtung zum Giessen von Metallen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Giessen von Metallen, insbesondere von Aluminium, und ermöglicht es, Gussstücke im wesentlichen ohne Angüsse und Steiger herzustellen. Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, mit der die Giessarbeit leichter als mit den bekannten Vorrichtungen durchführbar ist.
Bisher wurden kleinere Gussstücke gewöhnlich in der Weise hergestellt, dass flüssiges Metall mit kleinen tragbaren Handpfannen aus einem Tiegelofen geschöpft und in den Einguss einer Form geleert wurde.
Dabei musste der Giesser die Pfanne tief in den Tiegel eintauchen, damit keine wesentlichen Mengen der auf der Oberfläche der Schmelze schwimmenden Oxydschicht in die Pfanne gelangen. Um der Raumverminderung des Metalls beim Erkalten desselben Rechnung zu tragen, war es ausserdem erforderlich, am Gussstück mindestens einen Steiger anzubringen, dessen Anordnung und Abmessung dem jeweils herzustellenden Gussstück angepasst sein musste. Die bei diesem Verfahren am Gussstück angegossenen Eingüsse und Steiger mussten von dem erkalteten, aus der Form herausgenommenen Gussstück entfernt und wieder eingeschmolzen werden, was als Nachteil dieses bekannten Verfahrens empfunden wurde.
Um diesem Mangel zu begegnen, wird erfindungsgemäss das zu vergiessende Metall dem schlackenfreien unteren Teil eines Vorrates an Schmelze entnommen und durch den hydrostatischen Druck dieses Vorrates unmittelbar in die Form eingebracht, wobei der zwischen Vorrat und Form bestehende Strang nach dem Füllen der Form vor seinem Erstarren durchtrennt wird.
Bei der zur Durchführung des Verfahrens dienenden Vorrichtung ist erfindungsgemäss im unteren Teil, vorzugsweise im unteren Drittel des Tiegels oder sonstigen, die Schmelze enthaltenden Behälters mindestens ein, durch eine an sich bekannte, verstellbare Absperreinrichtung, z. B. einen Schieber, abschliessbarer Austrittsstutzen vorgesehen, an den eine mit dem geschmolzenen Metall auszufüllende Form anschliessbar ist.
Weitere Merkmale des erfindungsgemässen Verfahrens werden an Hand der Zeichnung erläutert, in
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auf, der in einem Ofen 2 eingesetzt ist, der auf beliebige Art geheizt werden kann. Im unteren Drittel des Tiegels 1 ist im Ausführungsbeispiel an zwei einander diametral gegenüberliegenden Stellen je ein Austrittsstutzen 3 vorgesehen, der an einen nach aussen führenden Rohrstutzen 4 des Ofens 2 angeflanscht ist.
Die Austrittsöffnung des Rohrstutzens 4 ist von einem Schieber 5 abgedeckt, der mit einer innerhalb der Öffnung des Rohrstutzens 4 und exzentrisch zur Drehachse des Schiebers 5 liegenden konischen Durchbrechung 6 versehen ist, deren grösster Durchmesser kleiner als der des Rohrstutzens 4 ist. Über den Schieber 5 ist eine am Rohrstutzen 4 angeflanschte Kappe 7 geschoben, die eine, in einer bestimmten Lage des Schiebers 5 mit der Durchbrechung 6 desselben korrespondierende Durchbrechung 8 aufweist. Um den Schieber 5 verstellen zu können, ist er mit einem Hebel 9 versehen, der durch einen Schlitz 10 der Kappe 7 nach aussen ragt.
An der Kappe 7 sind Einrichtungen zur lösbaren Befestigung einer Kokille 11 vorgesehen. Der Einfachheit halber ist in der Zeichnung die Kappe 7 mit dem Schieber 5 und Kokille 11 nur beim rechten Rohrstutzen 4 eingezeichnet, sie befinden sich aber auch am linken Rohrstutzen. Selbstverständlich kann die Anzahl der Austrittsöffnungen aus dem Tiegel nach Belieben gewählt werden.
Der Giessvorgang erfolgt in folgender Weise : Im Ausgangszustand befindet sich der Schieber 5 in seiner geschlossenen Stellung, in der sich die Durchbrechungen 6 und 8 nicht decken. Nachdem eine Kokille 11 an der Kappe 7 mittels eines hydraulischen Anpressstempels 12 angedrückt wurde, wird der Schieber 5 nach je Bedarf langsam oder rasch geöffnet und die Schmelze fliesst aus dem Tiegel 1 unmittelbar in die Kokille 11. Durch die tiefe Lagerung des Austrittsstutzens 3 wird der Guss mit dem reinsten Teil der Metallschmelze durchgeführt, ohne dass die an der Oberfläche der Metallschmelze schwimmende Oxydschicht in die Gussform eindringen kann. Durch grössere oder geringere Überdeckung der Durchbrechungen 6 und 8 wird die Geschwindigkeit und der Druck, mit dem die Schmelze in die Gussform eindringt, geregelt.
Dies ist besonders wichtig beim Ausgiessen von Formen mit eingesetzten Kernen, da
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in diesem Falle zu Beginn des Giessvorganges die Schmelze in die Kokille mit geringem Druck eintreten soll. Erst wenn die Kerne in der Schmelze eingebettet sind, kann diese mit Druck einfliessen, um eine exakte Ausfüllung der Form zu erzielen. Durch das Nachsaugen der Schmelze aus dem Tiegel wird ausserdem eine einwandfreie Fütterung und damit ein dichter Guss erreicht.
Nachdem die Kokille ausgefüllt und die Sättigung erfolgt ist, wird durch Verdrehen des Schiebers der aus dem Tiegel kommende flüssige Metallstrang abgeschnitten, worauf die Kokille geöffnet und das fertige Gussstück herausgenommen werden kann. Die Kokille wird geschlossen, der gleiche Vorgang kann wiederholt werden. Im Rahmen der Automatisierung kann auch die Betätigung des Schiebers und allenfalls auch die Überwachung der Temperatur und des Inhaltes des Tiegels von entsprechenden Steuerorganen durchgeführt werden.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren bzw. mit der erfindungsgemässen Vorrichtung können Formen beliebiger Art ausgegossen werden. Beim Füllen von Formkästen müssen diese oben geschlossen sein.
Im wesentlichen entstehen keine Angüsse oder Steiger, so dass das Putzen der aus der Gussform entnommenen Gussstücke gegenüber den bisherigen Verfahren wesentlich vereinfacht wird und ausserdem auch kein nennenswerter Abfall entsteht. Der einzige von dem Gussstück zu entfernende Teil ist lediglich der kurze Strang, der zwischen Schieber und Formteil entsteht.
Mit dem erfindungsgemässen Verfahren ist es möglich, auch einen steigenden Guss auszuführen, ohne die bisher erforderlichen Steiger vorzusehen, da das Nachfüttern durch den höher liegenden Metallspiegel im Tiegel erfolgen kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Giessen von Metallen, dadurch gekennzeichnet, dass das zu vergiessende Metal] dem schlackenfreien unteren Teil eines Vorrates an Schmelze entnommen, durch den hydrostatischer Druck dieses Vorrates unmittelbar in die Form eingebracht wird und dass der zwischen Vorrat und Forn' bestehende Strang nach dem Füllen der Form vor seinem Erstarren durchtrennt wird.