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PATENTANSPRÜCHE
1. Einrichtung zum kontinuierlichen Horizontalgiessen von Metall-Profilen, bei welcher die Schmelze über eine Düse in einer den Auslaufstutzen des Schmelzbehälters abschliessenden Düsenplatte in eine ringförmige Kokille einströmt, aus welcher das aushärtende Profil kontinuierlich abgezogen wird, wobei sich im Anschlussbereich zwischen der Kokille und der Düsenplatte ein Zwischenring erstreckt und wobei an der Stossfläche zwischen dem Zwischenring und der Kokille sich in die Achse des Zwischenringes enthaltenden Ebenen erstreckende Schmierrillen vorgesehen sind, welche in den Formraum der Kokille ausmünden, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenring (13) im Bereich der Schmierrillen (18) eine sich von seiner Öffnung her konisch nach aussen öffnende Mantelfläche (14) bildet,
auf welcher ein gegengleicher Aussenmantelbereich (15) der Kokille (7) aufliegt, derart, dass die Schmierrillen (18) in den Hohlraum zwischen Kokille (7), Zwischenring (13), Düsenplatte (6) und dem Meniskusbogen (16) der in die Kokille (7) einströmenden Schmelze ausmünden.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung der Kokille (7) abgestuft am Zwischenring (13) anschliesst, und dass sowohl der Öffnungsrand des Zwischenringes (13) als auch der Öffnungsrand der Kokille (7) im Bereich des genannten Hohlraumes liegen.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierrillen (18) in der konischen Mantelfläche (14) des Zwischenringes (13) eingeformt sind.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum kontinuierlichen Horizontalgiessen von Metall-Profilen, bei welcher die Schmelze über eine Düse in einer, den Auslaufstutzen des Schmelzbehälters abschliessenden Düsenplatte in eine ringförmige Kokille einströmt, aus welcher das aushärtende Profil kontinuierlich abgezogen wird, wobei sich im Anschlussbereich zwischen der Kokille und der Düsenplatte ein Zwischenring erstreckt und wobei an der Stossfläche zwischen dem Zwischenring und der Kokille sich in die Achse des Zwischenringes enthaltenden Ebenen erstreckende Schmierrillen vorgesehen sind, welche in den Formraum der Kokille ausmünden.
Mit Einrichtungen der vorgenannten Art ist es möglich, Metall-Profile, beispielsweise Rund- oder Mehrkantstangen aus beispielsweise Aluminium, rationell herzustellen. Allerdings besteht bei solchen Einrichtungen ein erhebliches Problem in der Zuführung von Schmiermittel zwischen dem zu giessenden Profil und dem Kokillenmantel zur Verhinderung von Adhäsion.
Die bisher bekannten Massnahmen hierfür, etwa gemäss dem US-Patent Nr. 3 286 309, bestehen darin, vorzugsweise den relativ dicken flächigen Zwischenring zwischen Düsenplatte und Kokille an seiner Stossfläche mit der Kokille mit Rillen zu versehen, welche dann über ein Kanalsystem mit einer Schmiermittelversorgungsanordnung in Strömungsverbindung stehen. Hierbei werden aber die Mündungen der Schmierrillen von der in die Kokille einströmenden Schmelze überdeckt, sodass die Schmierrillen nur geringsten Strömungsquerschnitt aufweisen dürfen, um ein Eindringen von Schmelze in die Rillen zu verhindern. Dieser geringe Strömungsquerschnitt der Schmierrillen steht aber wieder der Forderung nach ausreichender Schmiermittelzufuhr entgegen.
Zudem können die von der Schmelze überströmten Schmierrillen-Mündungen zu sogenannten Anhängern führen, was zu unerwünschten Unregelmässigkeiten an der Mantelfläche des gegossenen Stangenprofils führt.
Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung der vorgenannten Art zu schaffen, welche eine ausreichende Schmiermittelzufuhr zwischen dem zu giessenden Profil und der Mantelfäche der Kokille gestattet, ohne dass Schmelze in die Schmierrillen eindringen kann und ohne die Gefahr von sogenannten Anhängern.
Dies wird nun erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der Zwischenring im Bereich der Schmierrillen eine sich von seiner Öffnung her konisch nach aussen öffnende Mantelfläche bildet, auf welcher ein gegengleicher Aussenmantelbereich der Kokille aufliegt, derart, dass die Schmierrillen in den Hohlraum zwischen Kokille, Zwischenring, Düsenplatte und dem Meniskusbogen der in die Kokille einströmenden Schmelze ausmünden.
Hierbei besteht dann eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemässen Einrichtung darin, dass die Offnung der Kokille abgestuft am Zwischenring anschliesst und dass sowohl der Öffnungsrand des Zwischenringes als auch der Öffnungsrand der Kokille im Bereich des genannten Hohlraumes liegen.
Durch diese Massnahmen, nämlich die Verlegung der Ausmündungen der Schmierrillen sowie der Ränder des Zwischenringes und der Kokille in den durch den Meniskusbogen der in die Kokille einströmenden Schmelze erzeugten Hohlraum, ist es nunmehr möglich, sowohl durch geeignet grosse Rillenquerschnitte eine ausreichende Schmiermittelversorgung zu erreichen, als auch ein Verstopfen oder auch Materialanhänger zu vermeiden. Letzteres wird zudem noch durch das stufenförmige Zurücksetzen der Kokillenmündung verbessert.
Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 im Querschnitt und in schematischer Darstellung eine Teilansicht der Einrichtung zum kontinuierlichen Horizontalgiessen von Metall-Profilen;
Fig. 2 einen Ausschnitt der Anordnung gemäss Fig. 1, in vergrössertem Massstab;
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Schnittlinie III-III in Fig. 2; und
Fig. 4 einen Ausschnitt der Anordnung gemäss Fig. 2, in grösserem Massstab.
Die in der Darstellung von Fig. 1 veranschaulichte Einrichtung zum kontinuierlichen Horizontalgiessen hier eines Rundprofils 1 aus leichtem Metall, beispielsweise Aluminium, umfasst in bekannter Weise einen hier nur teilweise wiedergegebenen Schmelzbehälter 2, von welchem die Schmelze 3 über eine Düse 4 in einer, den Auslaufstutzen 5 des Schmelzbehälters 2 abschliessenden Düsenplatte 6 in eine ringförmige Kokille 7 einströmen kann. Die innere Mantelfläche der Kokille 7 entspricht dabei dem Querschnitt des herzustellenden Profils 1, hier also kreisrund (nicht gezeigt).
In üblicher Weise stützt sich die Kokille 7 über eine Trägermanschette 8 am Maschinenrahmen 9 ab, wobei sich in der Trägermanschette 8 ein Ringkanal 10 befindet, der über nicht näher gezeigte Leitungsmittel mit einem Kühlwasserkreislauf in Strömungsverbindung steht.
Soweit ist die vorbeschriebene Einrichtung zum kontinuierlichen Horizontalgiessen von Metall-Profilen allgemeiner Stand der Technik und bedarf somit keiner weiteren Erläuterung. Ebenso bekannt ist deren Funktionsweise, dass nämlich die in die Kokille 7 einströmende Schmelze 3 einen flüssigen Metallkegel 11 in der Kokillenringform bildet, welcher Metallkegel 11 dabei in Kontakt mit dem gekühlten Kokillenmantel kommt und zunächst in den Randbereichen erhärtet. Das weiter aushärtende Profil 1 wird dann durch
nicht näher gezeigte Mittel kontinuierlich aus der Kokille 7 in Richtung des Pfeiles 12 (Fig. 1) abgezogen.
Wie einleitend ausführlich erläutert, besteht bei solchen Einrichtungen das Problem einer ausreichenden Schmiermittelversorgung zwischen dem zu giessenden Profil und dem Kokillenmantel.
Für eine ausreichende Schmiermittelversorgung ist nun erfindungsgemäss zwischen der Düsenplatte 6 und der Kokille 7 ein Zwischenring 13 eingespannt, der hier einen gering kleineren Innendurchmesser aufweist als der Innendurchmesser der Kokille 7, sodass sich eine Abstufung ergibt und der in seinem Öffnungsbereich eine sich von seiner Offnung her konisch nach aussen öffnende Mantelfläche 14 bildet, wie dies die Fig. 2 und 4 in vergrössertem Massstab deutlich zeigen. Auf dieser Mantelfläche 14 liegt ein gegengleicher Aussenmantelbereich 15 der Kokille 7 auf. Hierbei ist die Anordnung so getroffen, dass sowohl der Öffnungsrand des Zwischenringes 13 als auch der Öffnungsrand der einen gering grösseren Durchmesser aufweisenden Offnung der Kokille 7 ausserhalb des Meniskusbogens 16 der in die Kokille 7 einströmenden Schmelze 3 liegen.
Natürlich sind auch Anordnungen möglich, bei welchen die Innendurchmesser von Zwischenring 13 und Kokille 7 korrespondieren; bei der dargestellten Lösung ergibt sich aber insofern ein Vorteil, als die Ausströmöffnung von Schmierschlitzen vergrössert werden, wie das nachfolgend noch näher erläutert ist.
Wie nun insbesondere die Fig. 2, 3 und 4 veranschaulichen, erstrecken sich hier in der konischen Mantelfläche 14 des Zwischenringes 13 in Umfangsrichtung verteilt, eine Mehrzahl von Schmierrillen 18, in Ebenen die die Achse des Zwischenringes 13 enthalten. Diese Schmierrillen 18 stehen über eine Ringleitung 19 in bekannter Weise mit einem Druck-Schmiermittelkreislauf (nicht gezeigt) in Strömungsverbindung. Hierbei zeigt Fig. 4 deutlich, dass diese Schmierrillen 18 in den ringförmigen Hohlraum einmünden, der beim Giessvorgang zwischen Kokille 7, Zwischenring 13, Düsenplatte 6 und dem Meniskusbogen 16 der in die Kokille 7 einströmenden Schmelze 3 entsteht.
Indem dabei die Anlagefläche 15 der Kokille 7 den Randbereich der Anlagefläche 14 des Zwischenringes 13 nicht vollständig überdeckt, ergibt sich in diesem Flächenteil für jede Rille 18 ein offenes, eine vergrösserte Mündung bildendes Kanalstück.
Aus dem Vorbeschriebenen ist dabei ohne weiteres erkennbar, dass durch diese Massnahmen nunmehr weder ein Schmiermittelabriss noch eine Rillenverstopfung noch sogenannte Anhänger auftreten können.
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PATENT CLAIMS
1. Device for the continuous horizontal casting of metal profiles, in which the melt flows through a nozzle in a nozzle plate that closes the outlet connection of the melting container into an annular mold, from which the hardening profile is continuously withdrawn, the connection area between the mold and the Nozzle plate extends an intermediate ring and lubricating grooves are provided on the abutting surface between the intermediate ring and the mold, in the planes containing axes in the axis of the intermediate ring, which open into the mold cavity of the mold, characterized in that the intermediate ring (13) in the region of the lubricating grooves ( 18) forms a lateral surface (14) which opens conically outwards from its opening,
on which an opposite outer jacket area (15) of the mold (7) rests, such that the lubrication grooves (18) into the cavity between the mold (7), intermediate ring (13), nozzle plate (6) and the meniscus arch (16) in the Open the mold (7) flowing in melt.
2. Device according to claim 1, characterized in that the opening of the mold (7) adjoins the intermediate ring (13) in a graduated manner, and that both the opening edge of the intermediate ring (13) and the opening edge of the mold (7) in the region of the said cavity lie.
3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the lubrication grooves (18) in the conical outer surface (14) of the intermediate ring (13) are formed.
The present invention relates to a device for the continuous horizontal casting of metal profiles, in which the melt flows through a nozzle in a nozzle plate that closes the outlet connection of the melting container into an annular mold, from which the hardening profile is continuously withdrawn, the connection area between an intermediate ring extends between the mold and the nozzle plate, and lubricating grooves are provided on the abutment surface between the intermediate ring and the mold and in the planes containing axes in the axis of the intermediate ring and open into the mold cavity of the mold.
With devices of the aforementioned type, it is possible to produce metal profiles, for example round or polygonal rods, for example of aluminum, efficiently. However, with such devices, there is a considerable problem in the supply of lubricant between the profile to be cast and the mold shell in order to prevent adhesion.
The previously known measures for this, for example according to US Pat. No. 3,286,309, consist preferably in providing the relatively thick, flat intermediate ring between the nozzle plate and the mold with grooves on its abutting surface with the mold, which are then provided with a lubricant supply arrangement via a channel system be in flow communication. In this case, however, the mouths of the lubrication grooves are covered by the melt flowing into the mold, so that the lubrication grooves may only have the smallest flow cross-section in order to prevent melt penetration into the grooves. However, this small flow cross section of the lubrication grooves again stands in the way of the requirement for an adequate supply of lubricant.
In addition, the lubrication groove openings over which the melt flows can lead to so-called pendants, which leads to undesirable irregularities on the outer surface of the cast rod profile.
It is therefore an object of the present invention to provide a device of the aforementioned type which allows a sufficient supply of lubricant between the profile to be cast and the shell surface of the mold, without the melt being able to penetrate into the lubrication grooves and without the risk of so-called trailers.
This is now achieved according to the invention in that the intermediate ring forms in the area of the lubrication grooves a conical outer surface opening from its opening, on which an opposing outer surface area of the mold rests, such that the lubrication grooves enter the cavity between the mold, intermediate ring and nozzle plate and the meniscus arch of the melt flowing into the mold open out.
In this case, an advantageous embodiment of the device according to the invention is that the opening of the mold adjoins the intermediate ring in a graduated manner and that both the opening edge of the intermediate ring and the opening edge of the mold lie in the region of the cavity mentioned.
Through these measures, namely the laying of the mouths of the lubrication grooves and the edges of the intermediate ring and the mold in the cavity created by the meniscus arch of the melt flowing into the mold, it is now possible to achieve an adequate supply of lubricant both by suitably large groove cross sections also to avoid clogging or material tags. The latter is also improved by the step-like resetting of the mold mouth.
An example embodiment of the subject matter of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. Show it:
Figure 1 in cross section and a schematic representation of a partial view of the device for the continuous horizontal casting of metal profiles.
FIG. 2 shows a detail of the arrangement according to FIG. 1, on an enlarged scale;
3 shows a section along the section line III-III in FIG. 2; and
Fig. 4 shows a detail of the arrangement of FIG. 2, on a larger scale.
The device for continuous horizontal casting of a round profile 1 made of light metal, for example aluminum, illustrated in the illustration in FIG. 1, comprises, in a known manner, a melting tank 2, only partially reproduced here, of which the melt 3 via a nozzle 4 in one, the outlet nozzle 5 of the melting tank 2 closing nozzle plate 6 can flow into an annular mold 7. The inner circumferential surface of the mold 7 corresponds to the cross section of the profile 1 to be produced, in this case circular (not shown).
In the usual way, the mold 7 is supported on the machine frame 9 by means of a support sleeve 8, an annular channel 10 being located in the support sleeve 8, which is in flow connection with a cooling water circuit via line means (not shown).
So far, the above-described device for the continuous horizontal casting of metal profiles is general state of the art and therefore requires no further explanation. Their mode of operation is also known, namely that the melt 3 flowing into the mold 7 forms a liquid metal cone 11 in the mold ring shape, which metal cone 11 comes into contact with the cooled mold shell and initially hardens in the edge regions. The further curing profile 1 is then through
Means not shown continuously withdrawn from the mold 7 in the direction of arrow 12 (Fig. 1).
As explained in detail in the introduction, the problem with such devices is that there is an adequate supply of lubricant between the profile to be cast and the mold shell.
For a sufficient supply of lubricant, an intermediate ring 13 is now clamped between the nozzle plate 6 and the mold 7, which here has a slightly smaller inner diameter than the inner diameter of the mold 7, so that there is a gradation and the opening area of which differs from its opening forms conically outwardly opening outer surface 14, as clearly shown in FIGS. 2 and 4 on an enlarged scale. On this lateral surface 14 there is an opposite outer jacket region 15 of the mold 7. The arrangement is such that both the opening edge of the intermediate ring 13 and the opening edge of the opening of the mold 7, which has a slightly larger diameter, lie outside the meniscus arch 16 of the melt 3 flowing into the mold 7.
Of course, arrangements are also possible in which the inner diameters of intermediate ring 13 and mold 7 correspond; In the solution shown, however, there is an advantage in that the outflow opening of lubrication slots is enlarged, as will be explained in more detail below.
2, 3 and 4 in particular, a plurality of lubrication grooves 18 extend in the conical lateral surface 14 of the intermediate ring 13 in the circumferential direction, in planes which contain the axis of the intermediate ring 13. These lubrication grooves 18 are in a known manner in flow connection with a pressure lubricant circuit (not shown) via a ring line 19. 4 clearly shows that these lubrication grooves 18 open into the annular cavity which arises during the casting process between the mold 7, the intermediate ring 13, the nozzle plate 6 and the meniscus arch 16 of the melt 3 flowing into the mold 7.
Since the contact surface 15 of the mold 7 does not completely cover the edge region of the contact surface 14 of the intermediate ring 13, an open channel piece forming an enlarged mouth results for each groove 18 in this surface part.
From the above, it is readily apparent that these measures mean that neither lubricant tear-off nor clogging of the grooves nor so-called trailers can occur.