CH275508A - Einrichtung zum Schmelzen und Giessen unter Luftabschluss. - Google Patents

Description

  <B>Einrichtung zum Schmelzen und Giessen unter</B>     Luftabschluss.       Zur Herstellung von reinen und gasfreien  Werkstoffen mit. genau definierter Zusam  mensetzung muss     das    Schmelzen und Giessen  derselben unter     Luftabschluss    im Hoch  vakuum oder in einer     Schutzgasatmosphäre     erfolgen. Bei .den bisher gebräuchlichen Ein  richtungen zum Giessen und Schmelzen unter       Luftabsehluss    wurden zur Erzeugung des  Vakuums im allgemeinen     Ölrotationspumpen     verwendet, mit denen im betriebsmässig gün  stigsten Fall ein Vakuum von ungefähr  1/10 mm     H-    erreicht werden konnte.

   Die  Entwicklung der letzten Jahre hat aber ge  zeigt, dass dieses Vakuum in verschiedenen  Fällen ungenügend ist     lind    dass bei bestimm  ten Werkstoffen durch Schmelzen bei     Druk-          ken    von 1 X 10 -3 mm     Hg    und weniger noch  erhebliche Gütesteigerungen erzielt werden  können.  



  Die Anwendung von Pumpen, welche ein  besseres Endvakuum erzeugen und höhere  Saugleistung im niederen     Druekbereich    auf  weisen, bedingt. aber einen entsprechend gro  ssen     Anschlussquerschnitt    der Vakuumleitung  am luftdichten Kessel, in welchem der  Schmelz- und Giessvorgang durchgeführt wer  den soll. Dies war konstruktiv bis jetzt nur  bei solchen     Vakuumschmelzeinriehtungen     möglich, bei denen die Entleerung .des im  luftlichten Kessel untergebrachten Schmelz  tiegels durch einen Abstich im     Tiegelboden     erfolgt, was jedoch nur bei grösseren Schmelz  chargen und bei immer gleichartiger Legie-         rungszusammensetzung    rationell ist.

   Für den  Abstich des Tiegels stehen dabei zwei Mög  lichkeiten zur     Verfügung    : Entweder die Ver  wendung eines     Graphitpfropfens    im Tiegel  boden, der unter     Valttum    durch eine von der  Aussenseite des luftdichten Kessels her     be-          dienbare    Vorrichtung     lioehziehbar    ist, so dass  das     Sehmelzgut    in eine unter dem Schmelz  tiegel stehende, sieh im Innern des Kessels  befindende Giessform fliesst, oder der Einbau  eines Metallpfropfens im     Tiegelboden,    der die  gleiche Legierungszusammensetzung aufweist.

    wie das zu schmelzende Gut und dann im ge  eigneten Moment.. durch eine zusätzliche äussere  Heizung abgeschmolzen wird. Die beiden ge  nannten Methoden sind     mir    in wenigen Fäl  len anwendbar, da. z. B. Eisenlegierungen  nicht mit Graphit in Berührung kommen  dürfen, weil sonst die Gefahr einer     Auf-          kohlung    des Eisens besteht.  



  Bei einem andern bekannten Verfahren  erfolgt das Ausgiessen des geschmolzenen  Gutes aus dem in einem Vakuumkessel fest  eingebauten     Sehmelztiegel    über dessen Rand,  indem     der    ganze Vakuumkessel gekippt wird,  wobei die zugehörige Giessform oder Kokille  rechtwinklig zur     S@-mmetrieachse    des Tiegels  im Kessel angeordnet ist. Dieses Vorgehen be  sitzt. ebenfalls verschiedene Nachteile: Erstens  muss beim Vergiessen -die ganze Masse des       Vakuumkessels    bewegt werden, wodurch die  Einstellung und Kontrolle des Giessvorganges  erheblich erschwert wird.

   Zweitens berührt      der Giessstrahl zu Beginn der Wandung der  in diesem Augenblick noch schrägstehenden  Giessform, wodurch     Inhomogenitäten    und       soo,enannte    Giessfalten beim     Gussstück    ent  stehen. Drittens muss die     Vakuumleit.nng     flexibel oder mit einer drehbaren     Durch-          Eihrung    in den Vakuumkessel einmünden,  was die     Dimensionierung    des     Ansehlussquer-          schnittes    der Leitung beschränkt.  



  Die vorliegende     Erfinden-    will die     ge-          nannten        -Nachteile    belieben und betrifft eine       Einrichtung    zum Schmelzen     und    Giessen  unter     Luftabschluss,    -welche dadurch gekenn  zeichnet ist, dass in einem gasdicht abgeschlos  senen     und    luftleeren Kessel ein mit einer  elektrischen     Heizvorrichtung    versebener       Sehnielztie--el    von der Aussenseite des Kessels  her um eine     \waagrechte    Achse kippbar im  Bereich einer aufrecht im Kessel     untei,

  -e-          brachten    Giessform angeordnet. ist.  



  Ein Ausführungsbeispiel des     Erfindungs-          gegenstandes    ist in der     beigefügten        Zeich-          nung        dargestellt,    und zwar zeigt:       Fig.    1 eine Vorderansicht der Einrich  tung,       Fig.             einen Querschnitt durch die     Ein-          riehtun@-        gemäss    der Linie     II-11    in     Fig.    1.

         (1emä.ss    den Darstellungen weist die       Selimelz-    und Giesseinrichtung einen mit einer       doppeltenn        Wandung        versehenen    Kessel 10  auf, der unter Zwischenschaltung von     Guni-          niidiclitun    gen     niit    einem ebenfalls doppelte       Wandun-    besitzenden Deckel 11 abgeschlos  sen ist. Der Zwischenraum     zwischen    den bei  den     Wandungen    des     Kessels    und des Deckels  ist, mit.

   Hilfe von     Leitun-en    12 an einen     Iiülil-          tvasserstrom    angeschlossen. An der Oberseite  des Deckels 11 ist. ein     Schauglas    13 und eine  durch eine     schwenkbare    Klappe     1-1        -asclieht          verschliessbare        Einfüllöffnun-    vorhanden.

    Eine     Hoelivakuiun-Diffnsionsptunpe   <B>15</B> mit:  hoher     Saugleistung    ist mittels einer Vakuum  leitung 16 von     f;rossem        Anselilnssquersehnitt     an den Kessel. 10     angeschlossen,    während eine  angepasste     -#Torval@uiimpumpe    17 der Dif  fusionspumpe 15     vorzeschaltet    ist.  



       Ini        Innern    des Kessels 10 befindet sieh  ein Schmelztiegel 18, der von einer elektri-    sehen     Heizvorrichtung    10, beispielsweise einer       Hochfrequenzspule    oder einem Widerstands  körper, umgeben ist. Der Tiegel und die     Ileiz-          vorriehtung    sind zusammen in einem Halter  '0 angeordnet,      @eleher    an einer horizontalen,       einseiti-    in der     Wanduno,    des Kessels 10     -e-          lagerten    Achse 21 befestigt ist.

   Diese Achse  ist. drehbar     ausgebildet    und     gegen    die     Lager-          wandung    des Kessels     zweekmässigerweise    mit       Lippenwellendiclitungen        abgedichtet,    wobei       niit    Vorteil zwei derartige     Dichtungen    mit  ihren Lippen     gegeneinander        gewendet    und  der zwischen denselben herrschende Raum  mit. einem     Abdichtun;-sö:l    ausgefüllt ist.

   Die       r@        elise    21 ist hohl ausgebildet und enthält die  für die     Stromzuführtin-        zti    der     Ileizvorrich-          tung    dienenden elektrischen Leiter 22, an  welche     äuhere    Speisekabel 23 angeschlossen  sind.

   Die die Achse durchsetzenden Leiter 22  sind hohl     aus--ebildet    und     zti    ihrer Kühlung  mit.     Wasserzirkulationsleitungen        2-1    ver  bunden.     Wenn    die     Heizv        orriehtung    19 eine       IIoehfrequenzspule    ist, so ist dieselbe mit  Vorteil aus einem Rohr     Y,

  ewiekelt    und in den  Kreislauf des die Leiter 22 durchströmenden       Kühlwassers        ein-eselialtet.    Insbesondere bei  der     Verwendung    von sehr hohen Betriebs  frequenzen     für    die Heizung des     Schmelzgutes     ist es von Vorteil, die beiden für die     Strom-          zuführung    erforderlichen Leiter koaxial aus  zubilden,

   um das äussere Streufeld im Ge  biete der     Kesseldurchführung    auf ein     Mini-          mum    zu     reduzieren.    Auf der Aussenseite     des     Kessels ist an     cler    Achse '1 ein.     Betätigungs-          liebel    2.3     zttni    Drehen der Achse     angeordnet.          Uni    die     Aelise    in jeder Drehlage arretieren  zu können, ist     zweekniässigerweise    eine in der  Zeichnung nicht.

   sichtbare     Bremsv        orriehtung     vorhanden, wobei der     Betätigungshebel    gleich  zeitig mit derselben in Wirkverbindung sein  kann, derart,     dal>    durch eine seitliche     Be-          wegUng    des Hebels die     Bremsung    gelöst bzw.       an-ezo-en    wird.     .11s        Bremsvorrichtung    kann  z. B. eine     Komiskupplun    vorhanden sein.  



  Der Schmelztiegel 15 und die     Heizv        or-          rieht.ung    19 sind derart an der Achse 21 be  festigt, dass der Tiegel     beim    Drehen derselben  in die in     Fig.    ' mit gestrichelten Linien dar-           gestellte    Lage gekippt, werden kann, um das       geschmolzene    Gut über den Rand auszu  giessen. Eine Giessform 26 ist aufrecht derart  im Innern des Kessels 10 untergebracht, dass  beim Kippen des Tiegels der Giessstrahl prak  tisch senkrecht von oben in die Form strömt,  ohne deren Wandung zu berühren. Die Giess  form 26 kann wassergekühlt oder auch an  heizbar sein und jede beliebige Gestalt auf  weisen.

   Gemäss einer nicht. dargestellten Aus  führungsvariante könnte die Einrichtung im  Innern des Kessels einen Rundgänger mit  mehreren Giessformen aufweisen, um durch  Drehung desselben die Formen auswechseln  zu können.  



  Die beschriebene Einrichtung könnte auch  Mittel aufweisen, um in den evakuierten Kes  sel eine     Schutzgasatmosphäre    einzubringen.  



  Die     Wirkungs-    und Gebrauchsweise der  Einrichtung geht aus den vorstehenden Aus  führungen ohne weiteres hervor. Es ergeben  sich die folgenden Vorteile:  Der Dimensionierung des     Vakuuman-          schlusges    sind keine Grenzen gesetzt, so dass  eine     Vakuumpumpenanlage    mit hoher Saug  kraft zur Erzielung eines sehr guten  Vakuums möglich ist. Das Vergiessen aus dem  Schmelztiegel kann feinfühlig vorgenommen  und kontrolliert werden, wobei das Arbeiten  bequemer und rascher ist. als beim Abstich des  Tiegels, besonders wenn die Legierung nicht  mit Graphit in Berührung kommen darf und  wenn die Zusammensetzung des Einsatzes  immer wechselt, wie das bei Forschungs  arbeiten stets der Fall ist.

   Beim Kippen des  Tiegels mitsamt der Heizvorrichtung sind  nur relativ     kleine-Massen    zu bewegen, was die  Einstellung und Kontrolle des Giessvorganges  wesentlich erleichtert. Der aufrecht stehenden  Giessform kann jede gewünschte Gestalt ge  geben werden, und der Giessstrahl berührt die  Wandung der Form zu Beginn des Gusses  nicht, so dass stets ein sauberer und gleich  mässiger Guss von hoher Qualität erzielbar ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Einriehtung zum Schmelzen und Giessen unter Luftabschluss, dadurch gekennzeichnet, dass in einem gasdicht abgeschlossenen und luftleeren Kessel ein mit, einer elektrischen Heizvorrichtung versehener Schmelztiegel von der Aussenseite des Kessels her um eine waag rechte Achse kippbar im Bereich einer auf recht im Kessel untergebrachten Giessform angeordnet ist. <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 1.

   Einrichtung nach Patentanspx-iich, da durch gekennzeichnet, dass der Schmelztiegel mitsamt der Heizvorrichtung an einer ein seitig in der Wandung des Kessels gelagerten Kippachse angeordnet ist. 2. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspi-tich 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippachse des Schmelztiegels gas ,dicht und drehbar in der Wandung des Kes sels gelagert ist. und die elektrischen Leiter für die Stromzuführung der Heizvorrichtung enthält. 3.

   Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass zur gasdichten Abdichtung der Kippachse gegen die Wandung :des Kessels Lippenwellendichtungen vorhanden sind. 4. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass Mittel vorhanden sind, um den Schmelztiegel in einer beliebigen Neigungslage zu arretieren. 5. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ,dass zum Kippen des Schmelztiegels ausser halb des Kessels an .der Kippachse ein Be tätigungshebel angeordnet ist. 6.

   Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1, 4 und 5, dadurch gekenn zeichnet, dass der Betätigungshebel gleichzeitig mit den Mitteln zum Arretieren der Kipp- achse in Wirkverbindung steht. 7. Einrichtung nach Patentanspiiich, da durch gekennzeichnet, dass die Heizvorrich tung ein elektrischer Widerstandskörper ist. B.

   Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Heizvorrich- tung eine Hochfrequenzspule ist. 9. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die elektrischen Leiter für die Stromzuführung der Heizvor- richtung wassergekühlt sind.

   10. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 8 und 9, dadurch gekenn zeichnet, dass die Hochfrequenzspule wasser gekühlt ist. 11. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die beiden für die Stromzu- führung der Heizvorrichtung erforderlichen Leiter koaxial ausgebildet sind. 12.

   Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Giessform starr und auswechselbar im Kessel untergebracht ist. 13. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, da.ss mehrere Giessfor men auf einem im Kessel untergebrachten Rundgänger angeordnet sind. 14. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass -Mittel vorhanden sind, um in den evakuierten Kessel eine Schutzgasatmosphäre einzubringen.