CH651652A5

CH651652A5 - Closed induction melting and casting furnace with a lifting device for a casting mould

Info

Publication number: CH651652A5
Application number: CH355281A
Authority: CH
Inventors: Wolfgang Reuter
Original assignee: Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg
Priority date: 1980-07-15
Filing date: 1981-06-01
Publication date: 1985-09-30
Also published as: DE3026720C2; DE3026720A1

Description

Die Erfindung betrifft einen geschlossenen Induktionsschmelz- und -Giessofen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a closed induction melting and casting furnace according to the preamble of claim 1.

Ein derartiger Ofen ist durch die DE-AS 2 300 666 bekannt. Derartige Öfen werden häufig für den Vakuum-Prä-zisionsguss verwendet, bei dem in der Giesskammer ein Vakuum erzeugt wird, so dass sich die Giessform in evakuierter Umgebung befindet. Andererseits wird in der Schmelzkammer zumindest während des Abgusses ein mehr oder weniger grosser Überdruck aufrechterhalten, um die Abgussgeschwindigkeit aus dem Schmelztiegel zu beeinflussen. Such an oven is known from DE-AS 2 300 666. Such furnaces are often used for vacuum precision casting, in which a vacuum is created in the casting chamber so that the casting mold is in an evacuated environment. On the other hand, a greater or lesser excess pressure is maintained in the melting chamber, at least during the casting, in order to influence the casting speed from the crucible.

Ein Problem liegt bei der bekannten Vorrichtung in der Herstellung einer ausreichenden Abdichtung zwischen der Oberseite der Giessform und der Unterseite desjenigen Teils, welches die Giesskammer nach oben hin abschliesst. Aus verfahrenstechnischen Gründen müssen nämlich die erhitzten Giessformen, die Temperaturen zwischen 200 und 900 °C haben können, nach aussen, d.h. gegenüber der Atmosphäre in der Giesskammer, abgedichtet werden. Die Abdichtung muss eine Druckdifferenz im Unterdruckbereich aufrechterhalten. Das Abdichtproblem wurde bei den bisher bekannten Vorrichtungen nicht zufriedenstellend gelöst. One problem with the known device is the production of a sufficient seal between the upper side of the casting mold and the lower side of the part which closes off the casting chamber at the top. For procedural reasons, the heated molds, which can have temperatures between 200 and 900 ° C, have to be turned outside, i.e. against the atmosphere in the casting chamber. The seal must maintain a pressure differential in the vacuum area. The sealing problem has not been solved satisfactorily in the previously known devices.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Induktionsofen der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei dem zwischen Giessform und Trennwand eine zuverlässige Abdichtung erreicht wird, die auch über eine Vielzahl von Abgüssen erhalten bleibt. The invention is therefore based on the object of specifying an induction furnace of the type described in the introduction, in which a reliable seal is achieved between the casting mold and the dividing wall, which is retained even via a large number of castings.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem eingangs beschriebenen Induktionsofen erfindungsgemäss durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. The object is achieved in the induction furnace described at the outset according to the invention by the features specified in the characterizing part of claim 1.

Durch die Kombination einer ringförmig geschlossenen By combining a closed ring

Schneide und einer diese umgebenden elastischen Dichtung wird folgendes erreicht: Die Schneide drückt sich vor Beginn des Abgusses begrenzt in das Material der Giessform ein, welches aus einer Einbettungsmasse besteht. Dadurch wird beim Abguss verhindert, dass Metallspritzer an die elastische Dichtung gelangen. Diese würde nämlich bei einer Berührung mit der Schmelze, beispielsweise mit Gold oder Silber, imprägniert und nachfolgend hart, so dass die Abdichtwirkung stark herabgesetzt würde. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass eine grosse Zahl geschmolzener Metalle im Vakuum eine Kriechwirkung entfaltet, so dass die elastische Dichtung gründlich durchtränkt würde. Die Elastizität der Dichtung bleibt durch Anwendung der erfindungsgemässen Schneide erhalten, so dass der erfindungsgemässe Induktionsofen hervorragend für Dauerbetrieb geeignet ist, d.h. bis zu 70 Abgüssen innerhalb von acht Stunden. The cutting edge and an elastic seal surrounding it achieve the following: The cutting edge is pressed into the material of the casting mold, which consists of an embedding compound, to a limited extent before the casting begins. This prevents metal splashes from reaching the elastic seal during casting. This would be impregnated upon contact with the melt, for example with gold or silver, and subsequently hard, so that the sealing effect would be greatly reduced. It should be noted that a large number of molten metals have a creep effect in a vacuum, so that the elastic seal would be thoroughly soaked. The elasticity of the seal is retained by using the cutting edge according to the invention, so that the induction furnace according to the invention is outstandingly suitable for continuous operation, i.e. up to 70 castings within eight hours.

Es ist dabei besonders vorteilhaft, die elastische Dichtung in Form eines flachen Ringes aus einem Gewebe aus Siliziumfasern zu bilden, insbesondere aus solchen Siliziumfasern, die sich im amorphen Zustand befinden. Derartiges Dichtungsmaterial ist in der Form von Tüchern bzw. Gewebebahnen beispielsweise unter der Bezeichnung «Siltemp»-Hit-zeschutzgewebe von der Firma Hellhake in Dortmund/Bundesrepublik Deutschland erhältlich. Ein solches Gewebe hat einen Schmelzpunkt, der oberhalb 1.500 °C liegt. Das betreffende Gewebe besitzt in vorzüglichem Masse die geforderte Elastizität, so dass die gewünschte Abdichtwirkung einerseits und die geforderte lange Standzeit andererseits erreicht wird. It is particularly advantageous to form the elastic seal in the form of a flat ring from a fabric made of silicon fibers, in particular from those silicon fibers that are in the amorphous state. Such sealing material is available in the form of cloths or fabric sheets, for example under the name "Siltemp" heat protection fabric from Hellhake in Dortmund / Federal Republic of Germany. Such a fabric has a melting point that is above 1,500 ° C. The fabric in question has the required elasticity to an excellent extent, so that the desired sealing effect on the one hand and the required long service life on the other hand is achieved.

Um ein leichtes Auswechseln von Schneide und elastischer Dichtung nach Erfüllung der Standzeit zu erreichen, wird gemäss der weiteren Erfindung vorgeschlagen, dass sowohl die Schneide als auch die elastische Dichtung an einem metallischen Tragring angeordnet sind, der an der Unterseite der Trennwand lösbar befestigt ist. In order to achieve an easy replacement of the cutting edge and the elastic seal after the service life has been reached, it is proposed according to the further invention that both the cutting edge and the elastic seal are arranged on a metallic support ring which is detachably attached to the underside of the partition.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachfolgend anhand der Figuren 1 und 2 näher beschrieben. Es zeigen: An embodiment of the subject matter of the invention is described below with reference to Figures 1 and 2. Show it:

Figur 1 einen Vertikalschnitt durch einen vollständigen Induktionsofen und 1 shows a vertical section through a complete induction furnace and

Figur 2 einen Teilausschnitt aus Figur 1 in vergrössertem Massstab. Figure 2 shows a partial section of Figure 1 on an enlarged scale.

In Figur 1 ist ein geschlossener Induktionsschmelz- und -Giessofen 1 dargestellt, der eine Schmelzkammer 2 und eine Giesskammer 3 aufweist, zwischen denen sich eine Trennwand 4 befindet. Diese ist unter Einbettung einer aus Kupferrohr bestehenden Kühlmittelleitung 5 aus Aluminium gegossen. Die Trennwand 4 ist mit einer zentralen Öffnung 6 versehen (Figur 2) auf die von oben ein Schmelztiegel 7 aufgesetzt ist, der mit einer verschliessbaren Bodenöffnung 8 versehen ist. Für den Verschluss dient in an sich bekannter Weise eine Stopfenstange 9. Der Schmelztiegel 7 ist von einer Induktionsspule 10 umgeben, die über Leitungen 11 und 12 mit einem nicht gezeigten Leistungsgenerator verbunden ist. Die gesamte Anordnung ist von einem mehrteiligen Gehäuse 13 umgeben, welches auch die Schmelzkammer 2 einschliesst. Eine Einblickeinrichtung 14 ermöglicht die Beobachtung des Schmelzvorganges. In Figure 1, a closed induction melting and casting furnace 1 is shown, which has a melting chamber 2 and a casting chamber 3, between which a partition 4 is located. This is cast from aluminum by embedding a coolant line 5 consisting of copper tube. The partition 4 is provided with a central opening 6 (FIG. 2) onto which a crucible 7 is placed from above, which is provided with a closable bottom opening 8. A plug rod 9 is used for the closure in a manner known per se. The crucible 7 is surrounded by an induction coil 10, which is connected via lines 11 and 12 to a power generator (not shown). The entire arrangement is surrounded by a multi-part housing 13, which also includes the melting chamber 2. An inspection device 14 enables the melting process to be observed.

An die Trennwand 4 ist die Giesskammer 3 von unten gasdicht, aber lösbar angesetzt. Für die Halterung der Giesskammer 3 ist ein in der Figur nicht gezeigter Tragarm vorgesehen, der an einer gleichfalls nicht gezeigten Führungssäule befestigt ist. Mittels des Tragarms ist es nicht nur möglich, die Giesskammer 3 abzusenken, sondern auch seitlich auszuschwenken, um die Giesskammer 3 von oben über ihren gesamten Querschnitt zugänglich zu machen. In der Giesskammer 3 befindet sich eine Hubvorrichtung 15, die über s The casting chamber 3 is attached to the dividing wall 4 from below in a gas-tight but detachable manner. For the holding of the casting chamber 3, a support arm, not shown in the figure, is provided, which is attached to a guide column, also not shown. By means of the support arm it is not only possible to lower the casting chamber 3, but also to swing it out laterally in order to make the casting chamber 3 accessible from above over its entire cross section. In the casting chamber 3 there is a lifting device 15, which over s

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

651 652 651 652

eine Kolbenstange 16 mit einem Druckmittelzylinder 17 in Verbindung steht. Auf der Hub vorrichtung 15, die die Form eines Tellers hat, ist eine Giessform 18 angeordnet, die beispielsweise Hohlräume in Form eines «Tannenbaums» hat. Der betreffende Ofen ist bevorzugt für edelmetallverarbeitende Betriebe (Schmuckwarenbetriebe) geeignet. Mittels der Hub vorrichtung 15 ist die Giessform 18 in Richtung auf die Trennwand 4 beweglich. Bezüglich weiterer Einzelheiten wird wegen des günstigeren Massstabes jedoch auf Figur 2 verwiesen. a piston rod 16 is connected to a pressure medium cylinder 17. On the lifting device 15, which has the shape of a plate, a casting mold 18 is arranged, for example, has cavities in the form of a "fir tree". The furnace in question is preferably suitable for precious metal processing companies (jewelry companies). By means of the lifting device 15, the mold 18 is movable in the direction of the partition 4. With regard to further details, however, reference is made to FIG. 2 because of the more favorable scale.

Gemäss Figur 2 ist an der Unterseite 19 der Trennwand 4 eine die Öffnung 6 umgebende ringförmig geschlossene Schneide 20 angeordnet, die einstückig mit einem metallischen Tragring 21 ausgebildet ist, der unter Zwischenschaltung eines Dichtungsringes 22 mittels Schrauben 23 mit der Trennwand 4 verschraubt ist. Der Tragring 21 ist - in Einbaulage - an einer Unterseite mit einer extrem flachen Ringnut versehen, deren Grund eben ist. Die Ringnut verläuft in radialer Richtung zwischen der Schneide 20 und einem schmalen Rand 25. In die Ringnut ist eine elastisch verformbare, anorganische Dichtung 26 eingelegt bzw. eingeklebt, die als Flachdichtung ausgebildet ist. Das Dichtungsmaterial entspricht den in der allgemeinen Beschreibung angegebenen s Spezifikationen. According to FIG. 2, an annularly closed cutting edge 20 surrounding the opening 6 is arranged on the underside 19 of the dividing wall 4, which is formed in one piece with a metallic support ring 21 which is screwed to the dividing wall 4 by means of screws 23 with the interposition of a sealing ring 22. The support ring 21 is - in the installed position - provided on an underside with an extremely flat annular groove, the bottom of which is flat. The annular groove runs in the radial direction between the cutting edge 20 and a narrow edge 25. An elastically deformable, inorganic seal 26, which is designed as a flat seal, is inserted or glued into the annular groove. The sealing material corresponds to the specifications given in the general description.

Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, besitzt die Giessform 18 einen Eingusstrichter 27 und einen Giesskanal 28, der zu den einzelnen nicht dargestellten Formhohlräumen führt. Die gesamte Anordnung ist zu einer Achse A rotationssymmetrisch. Die Giessform ist nach oben hin durch eine obere Stirnfläche 29 begrenzt, in die die Schneide 20 beim Anheben der Giessform 18 ein kurzes Stück eindringt. Es ist zu erkennen, dass auf diese Weise die Dichtung 26 gegenüber einem Eindringen von Schmelze, die aus der Bodenöffnung 8 in den Eingusstrichter 27 und den Giesskanal 28 strömt, wirksam geschützt wird. Die Stirnfläche 29 wird ausserdem unter elastischer Verformung der Dichtung 26 gegen diese angepresst, so dass eine ausreichend gasdichte Abdichtung erzeugt wird. As can be seen from FIG. 2, the casting mold 18 has a pouring funnel 27 and a pouring channel 28, which leads to the individual mold cavities, not shown. The entire arrangement is rotationally symmetrical about an axis A. The upper part of the casting mold is delimited by an upper end face 29, into which the cutting edge 20 penetrates a short distance when the casting mold 18 is raised. It can be seen that in this way the seal 26 is effectively protected against the penetration of melt which flows from the bottom opening 8 into the pouring funnel 27 and the pouring channel 28. The end face 29 is also pressed against the seal 26 with elastic deformation, so that a sufficiently gas-tight seal is produced.

10 10th

15 15

B B

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

651 652

1.Closed induction melting and casting furnace with a melting chamber and a casting chamber, between which there is a partition with an opening onto which an induction heatable crucible with a closable bottom opening is placed in alignment and to which the casting chamber is located from below is applied gas-tight, in which there is a lifting device, by means of which a casting mold, sealed from below against the partition, can be attached, characterized in that on the underside (19) of the partition (4), the opening (6) surrounding it, a closed cutting edge (20) and an elastically deformable inorganic seal (26) are arranged on the side of the cutting edge facing away from the opening, against which the casting mold (18) can be pressed in such a way that the cutting edge penetrates into the material of the casting mold and the casting mold comes with its upper end face (29) under compression of the seal (26) to this.

2. Induction furnace according to claim 1, characterized in that the elastic seal (26) consists of a fabric made of silicon fibers.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Induction furnace according to claim 2, characterized in that the silicon fibers are in the amorphous state.

4. Induction furnace according to claim 1, characterized in that the elastic seal (26) consists of an asbestos fiber fabric.

5. Induction furnace according to claim 1, characterized in that both the cutting edge (20) and the elastic seal (26) are arranged on a metallic support ring (21) which is releasably attached to the underside (19) of the partition (4) .