CH615848A5

CH615848A5 - Apparatus for casting under low pressure or back pressure

Info

Publication number: CH615848A5
Application number: CH1349476A
Authority: CH
Inventors: Angel Tontschev Prof Balevski; Ivan Dimov Prof Nikolov; Asparuch Michajlov Dip Antonov
Original assignee: Inst Po Metalloznanie I Tekno
Priority date: 1975-10-27
Filing date: 1976-10-26
Publication date: 1980-02-29
Also published as: AT351194B; JPS5257016A; SE7611838L; DD126592A1; BE847665A; NL7611920A; DE2648730C3; DK486376A; JPS5415252B2; DE2648730A1; FR2329390A1; NO763652L; BG22157A1; NO144032C; NO144032B; IN145751B; CA1079930A; DE2648730B2; ATA792976A; GB1557972A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Giessen unter Niederdruck oder unter Gegendruck, die in der Giessereitechnik Anwendung für die Herstellung von Gussstücken, auch solchen aus Nichteisenmetallen, findet.

Es sind Vorrichtungen zum Giessen unter Niederdruck bekannt, bei denen der Tiegel mit dem Giessrohr in einer gasdicht abgeschlossenen Kammer angeordnet sind, die sich unmittelbar unter der Platte eines Rahmens befindet, welche die Giessform trägt. Die Nachteile dieser Vorrichtungen sind, dass eine solche Anordnung zur Begrenzung des Fassungsvermögens des Tiegels führt und es ist ausserdem unmöglich, Auswerfer und Kerne in der unteren Giessformhälfte anzuordnen, weil kein Raum für die Einrichtungen für deren Antrieb vorhanden ist.

Die Nachteile sind nicht nur konstruktiver, sondern auch technologischer Art. Das Steigen des Metalls im Giessrohr für das Füllen der Giessform und sein nach unten erfolgendes Zurückströmen führt zur Oxydierung entlang den Wänden des Giessrohrs, die von der Schmelze benetzt werden, und die gebildeten Oxydschuppen werden beim nachfolgenden Giess-vorgang in die Giessform hinein gefördert. Dies kann durch eine Verwendung von inertem Gas anstatt Luft vermieden werden, jedoch würde dabei das Verfahren beträchtlich verteuert.

Das unmittelbare Speisen der Giessform vom Tiegel weist ferner den Nachteil auf, dass eine Änderung des Pegels des Metallspiegels im Tiegel eine Änderung der Geschwindigkeit des Formfüllens bewirkt, welches Gussstücke umgleicher Güte zur Folge hat.

Das häufige Nachbeschicken des Tiegels mit geschmolzenem Metall, welches durch sein begrenztes Fassungsvermögen bedingt ist, führt entsprechend zu Betriebsunterbrüchen, was sich auf die Produktivität nachteilig auswirkt.

Es sind Vorrichtungen zum Giessen unter Niederdruck bekannt, bei denen der Tiegel für das geschmolzene Metall ausserhalb des Rahmens, der die Giessform trägt, angeordnet ist, infolgedessen seine Abmessungen grösser sein können und unter der Giessform Raum für das Anordnen verschiedener weiterer Einrichtungen gewonnen werden kann. Dadurch werden aber die Bedingungen zum Schutz des Metalls vor Oxydierung und Aufnahme von Gasen aus der Luft stark verschlechtert.

Die erwähnten Nachteile treten allgemein auch bei den bekannten Vorrichtungen zum Giessen unter Gegendruck auf.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die erwähnten Nachteile der bekannten Vorrichtungen zu vermeiden und Bedingungen zu schaffen, die ein Oxydieren des Metalls auf ein Minimum herabsetzt.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass zum Speisen der Giessform mit Schmelze ein Zwischentiegel vorgesehen ist, der ausserhalb des die Giessform tragenden Rahmens der Vorrichtung angeordnet ist und verbunden ist durch sein unteres Ende mittels einer Siphon-Metalleitung mit der Giessform und in seinem oberen Ende mittels einer zweiten Metalleitung mit dem Haupttiegel für die Schmelze, wobei die Einlauföffnung der zweiten Metalleitung geöffnet und geschlossen wird durch einen steuerbaren gasdichten Verschluss, und das obere Knie der Siphon-Metall-leitung mit einem Gaskissen versehen ist und auf einem Niveau nahe dem Einlauf der Giessform liegt, während das untere Knie der Siphon-Metalleitung, die unter der Giessform angeordnet ist, mit einem Sperrventil versehen ist, wobei Zwischentiegel, Siphon-Metalleitung und Haupttiegel hermetisch abgeschlossen sind und von einer Gasanlage mittels Steuerglieder mit umlaufendem inertem Gas gespeist werden. Somit kann die Konstruktion der Vorrichtung derart sein, dass ein Schutz der freien Oberflächen der Metallschmelze mit inertem Gas bei minimalem Verbrauch desselben gewährleistet werden kann und zwar bei rationeller Anordnung ihrer Bauteile, wodurch ein Anordnen von verschiedenen Einrichtungen unmittelbar unter der Platte mit der Giessform möglich wird.

Es ist erforderlich, dass das Niveau der Schmelze im Zwischentiegel niedriger liegt als der steuerbare Verschluss.

Das obere Knie der Siphon-Metalleitung, die zur Giessform führt, weist eine Höhenstellung auf, welche in der Nähe des Einlaufs der Giessform liegt und ist vorteilhaft mit einer Ausweitung versehen, die ein Gaskissen bildet. Die Ausweitung, sowie auch die von Schmelze freien Räume im Zwischentiegel und im Haupttiegel, sind mittels bekannter Steuerglieder mit einer Gasanlage für inertes Gas verbunden, welche ihrerseits mittels eines bekannten Regelgliedes mit einer zweiten Gasanlage für Luft verbunden ist, welche für die Steuerung des Drucks in der Giessform bei den Maschinen zum Giessen unter Gegendruck vorgesehen ist.

Das höchste Niveau der Schmelze im Zwischenzylinder liegt vorteilhaft niedriger als das Niveau des oberen Knies der Siphon-Metalleitung.

Zur Durchführung des Giessverfahrens wird bei einer vorteilhaften Ausführung inertes Gas dem mit der notwendigen Schmelzenmenge gefüllten Zwischentiegel zugeführt. Dabei ist die zweite, zum Haupttiegel führende Metalleitung durch die Glocke verschlossen. Der Druck des inerten Gases wird entsprechend der Füllgeschwindigkeit der Giessform gesteuert. Gleichzeitig wird mit dem Steuerglied für den Druck im oberen Knie der Siphon-Metalleitung eingewirkt, damit kein Metall die Metalleitung durchströmt, wodurch das im oberen Knie befindliche Gas in die Ausweitung hinausgedrängt wird, um dort ein Gaskissen zu bilden, das nach dem Füllen der Giess5

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form und dem Abbau des Drucks im Zwischentiegel den Metallstrom unterbricht.

Zur Durchführung des Verfahrens müssen alle Bereiche der Maschine gasdicht abgeschlossen sein. Auf diese Weise wird das flüssige Metall vor Oxydierung geschützt, dies sowohl 5 im Haupttiegel als auch im Zwischentiegel und in der Siphon-Metalleitung.

Als weitere Vorteile der Erfindung seien aufgezählt:

der Einfluss des veränderlichen Niveaus des geschmolzenen Metalls im Haupttiegel auf die Geschwindigkeit des Fül- 10 lens der Giessform kann eliminiert werden;

es kann Raum unter der Giessform für die Anordnung von Antriebsmechanismen u. a. frei gemacht werden;

es können die Betriebsunterbrüche der Vorrichtung zum Nachchargieren des Haupttiegels mit Metall vermieden wer- 15 den;

es wird möglich, einen Haupttiegel mit mehreren Giess-formen zu verbinden, die mit eigenen Zwischentiegeln ausgerüstet sind.

All dies kann zur Verbesserung der Güte der Gussstücke 20 und zur Erhöhung der Arbeitsleistung der Vorrichtung führen.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe der beiliegenden Zeichnung beispielsweise erläutert, in der schematisch der Aufbau der Vorrichtung und die gegenseitige Anordnung und die Verbindungen zwischen ihren einzelnen Bauelementen gezeigt 25 sind.

Der Zwischentiegel 1 für die Schmelze weist ein Fassungsvermögen auf, das für mehrere Arbeitstakte der Vorrichtung reicht. Der Zwischentiegel ist ausserhalb der Gussform 4 angeordnet und zwar in einer solchen relativen Höhe, dass bei 30 höchstem Niveau des Metallspiegels im Zwischentiegel 1 dieser Metallspiegel immer tiefer bleibt als das Niveau des Metallspiegels im oberen Knie 2 des geneigten Armes der Siphon-Metalleitung 3, welche den Zwischentiegel 1 mit der Giessform 4 verbindet. Beim unteren Knie der Siphon-Metallei- 35 tung 3 ist ein Absperrventil 5 angeordnet, das im Ruhezustand, welcher in der Zeichnung gezeigt ist, geschlossen ist und dazu dient, unerwünschte Schwankungen des Niveaus des Metallspiegels der Siphon-Metalleitung 3 zu vermeiden.

Im oberen Raumteil des Zwischentiegels 1, zu welchem der 40 Metallspiegel nicht aufsteigen kann, ist eine gasdichte Glocke 6 angeordnet, die von aussen gesteuert wird und den Einlauf der speisenden zweiten Metalleitung 7 abdeckt, welche die Verbindung mit dem Haupttiegel 8 für Schmelze bildet, dessen Volumen und Anordnung willkürlich sind und entsprechend den 45 Werksbedingungen zweckmässig gewählt werden, zum Beispiel zum Beschicken von einer oder mehreren Giessmaschinen. Der Haupttiegel 8 ist ebenfalls gasdicht abgeschlossen.

Das obere Knie 2 der Siphon-Metalleitung 3, sowie auch die Bereiche über dem Metallspiegel im Zwischentiegel 1 und Haupttiegel 8 sind mittels bekannter Steuerglieder 9, 10, 11 und 12, 13, 14 untereinander und mit einem Behälter für komprimiertes inertes Gas 15 verbunden. Die Kammer 16, in welcher die Giessform 4 angeordnet ist, ist ihrerseits mittels bekannter Steuerglieder 17 und 18 mit dem Druckluftbehälter 19 verbunden, und beide Gassysteme — für Luft und für inertes Gas - sind untereinander mittels eines bekannten Steuergerätes 20 verbunden, welches zum Ausgleichen und Steuern des Druckunterschieds zwischen diesen dient.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist wie folgt:

Bei ausgeglichenem Druck im Zwischentiegel 1 und im Haupttiegel 8 wird in bekannter Weise ein Befehl abgegeben und die gasdichte Glocke 6 wird geöffnet, wonach, durch Erhöhen des im Haupttiegel 8 vorherrschenden Druckes das Überlaufen einer Menge Metall im Zwischentiegel 1 bewirkt wird, die für mehrere Giessstücke genügend ist. Nach dem Ausgleich des in beiden Tiegeln vorherrschenden Druckes, was zur Unterbrechung des Metallstroms führt, wird ein Befehl für das Schliessen der gasdichten Glocke 6 gegeben. Um die Giessform 4 mit Metall zu füllen, wird das Sperrventil 5 der Siphon-Metalleitung 3 geöffnet und zwar mittels des Steuergliedes 10 des Gassystems für inertes Gas; der im Zwischentiegel 1 vorherrschende Druck wird erhöht und das darin enthaltene Metall steigt durch die Siphon-Metalleitung 3 in die Giessform 4, wobei es das Gas vom oberen Knie 2 der Siphon-Metalleitung 3 im Gaskissen 2a und Steuerglied 9 verdrängt.

Nach dem Füllen der Giessform 4 und dem teilweisen Erstarren wird der Druck im Zwischentiegel 1 gesenkt, das Steuerglied 9 erzeugt ebenfalls Atmosphärendruck im oberen Knie und folglich strömt das Metall vom senkrecht verlaufenden Arm der Siphon-Metalleitung 3 durch Schwerkraft herab bis zum Niveau des oberen Knies 2, wobei der Metallstrom unterbrochen wird. Dieses Niveau ist zweckmässig in möglichst minimalem Abstand vom Niveau beim Eingang der Siphon-Metalleitung 3 in die Giessform 4 gewählt.

Bei den Vorrichtungen zum Giessen unter Gegendruck wird der Gegendruck durch Druckluft vom Behälter 19 mittels der Steuerglieder 17 und 18 erzeugt, wobei das Steuergerät 20 die Funktion zum Steuern des Drucks im Zwischentiegel 1 ausführt; dieser Druck wird mit inertem Gas ausgeübt, und zwar so, dass er um einen erforderlichen Betrag höher ist als der Druck in der Kammer 16 der Giessform 4, um ein Fördern des Metalls zu erzielen.

Ein Synchronismus in der Tätigkeit aller Steuerglieder kann nach bekannten Arten der Steuerung von Giessmaschinen erzielt werden.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

615 848 2 PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zum Giessen unter Niederdruck oder unter Gegendruck, die gespeist wird von einem hermetisch abgeschlossenen Haupttiegel für die Schmelze, welcher ausserhalb des die Giessform tragenden Rahmens der Vorrichtung montiert ist und seinerseits mittels Steuergliedern mit einem Behälter für umlaufendes inertes Gas verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zum Speisen der Giessform (4) mit Schmelze ein Zwischentiegel (1) vorgesehen ist, der ausserhalb des die Giessform (4) tragenden Rahmens der Vorrichtung angeordnet ist und verbunden ist durch sein unteres Ende mittels einer Siphon-Metalleitung (3) mit der Giessform (4) und in seinem oberen Ende mittels einer zweiten Metalleitung (7) mit dem Haupttiegel (8) für die Schmelze, wobei die Einlauföffnung der zweiten Metalleitung (7) geöffnet und geschlossen wird durch einen steuerbaren gasdichten Verschluss (6), und das obere Knie (2) der Siphon-Metalleitung (3) mit einem Gaskissen (2a) versehen ist und auf einem Niveau nahe dem Einlauf der Giessform (4) liegt, während das untere Knie der Siphon-Metalleitung (3), die unter der Giessform (4) angeordnet ist, versehen ist mit einem Sperrventil (5), wobei Zwischentiegel (1), Siphon-Metalleitung (3) und Haupttiegel (8) hermetisch abgeschlossen sind und von einer Gasanlage (15) mittels Steuergliedern (9, 10, 11, 12, 13, 14) mit umlaufendem inertem Gas gespeist werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasanlage (15) für inertes Gas mittels eines Reguliergerätes (20) mit einem weiteren Gassystem (17,18,19) für Luft verbunden ist, welches mittels weiterer Steuerglieder (17, 18) mit der Kammer (16) der Giessform (4) zur Erzeugung eines Gegendrucks beim Giessen verbunden ist.