CH715169A1

CH715169A1 - Filters for use in the sprue area of low-pressure casting systems for the production of aluminum parts.

Info

Publication number: CH715169A1
Application number: CH00868/18A
Authority: CH
Inventors: Jeanneret-Grosjean Marcel-Pierre
Original assignee: Alurimtec Ind Holding Ag
Priority date: 2018-07-13
Filing date: 2018-07-13
Publication date: 2020-01-15
Also published as: WO2020012035A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Filter (4) zur Verwendung im Angussbereich von Niederdruckguss-Anlagen zur Herstellung von Aluminiumteilen. Der Filter (4) weist eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen (6) auf, durch welche im Gebrauch die Aluminiumschmelze hindurchtreten kann. Erfindungsgemäss ist der Filter (4) scheibenförmig ausgestaltet und besteht aus einer Keramik mit einem spezifischen Gewicht, das niedriger als 3 kg/dm 3 , vorzugsweise niedriger als 2,9 kg/dm 3 , ist.The invention relates to a filter (4) for use in the sprue area of low-pressure casting systems for the production of aluminum parts. The filter (4) has a plurality of through openings (6) through which the aluminum melt can pass during use. According to the invention, the filter (4) is disc-shaped and consists of a ceramic with a specific weight that is less than 3 kg / dm 3, preferably less than 2.9 kg / dm 3.

Description

Beschreibungdescription

Technisches Gebiet [0001] Die Erfindung betrifft einen Filter zur Verwendung im Angussbereich von Niederdruckguss-Anlagen zur Herstellung von Aluminiumteilen, wobei der Filter eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen aufweist, durch welche im Gebrauch die Aluminiumschmelze hindurchtreten kann.Technical field The invention relates to a filter for use in the sprue area of low-pressure casting plants for the production of aluminum parts, the filter having a multiplicity of through-openings through which the aluminum melt can pass during use.

Stand der Technik [0002] Das Aluminiumdruckguss-Verfahren von Niederdruckguss-Anlagen wird insbesondere bei der Herstellung von rotationssymmetrischen Bauteilen verwendet, so auch bei der Herstellung von Aluminiumfelgen. In der Regel werden dabei Filter im Angussbereich eingesetzt/welche Fremdstoffe aus dem Gussteil fernhalten sollen, da sie sonst die Qualität eines Alugussteils verringern könnten. Daher werden Aluminiumfelgen unmittelbar nach dem Giessverfahren zusammen mit dem Angusszapfen geröntgt. Falls dabei kein Filter im Angussbereich erkannt werden kann, wird das Bauteil zum Ausschuss aussortiert.PRIOR ART The aluminum die-casting process of low-pressure die-casting systems is used in particular in the production of rotationally symmetrical components, including in the production of aluminum rims. As a rule, filters are used in the sprue area / which foreign substances should keep out of the cast part, since otherwise they could reduce the quality of an aluminum cast part. Therefore, aluminum rims are X-rayed together with the sprue immediately after the casting process. If no filter can be identified in the sprue area, the component is rejected.

[0003] Bei der Herstellung von Aluminiumfelgen werden heute runde, eisenhaltige Metallfilter eigesetzt. Ihre regelmässige Gitterstruktur definiert Durchgangsöffnungen, deren Gesamtdurchgangsfläche im Verhältnis zu den Drahtmaschen mit etwa 50-60% relativ gross gehalten werden kann, ohne dass Gefahr besteht, dass das metallische Gitter beim Durchströmen der Schmelze bricht. Solche Filter haben sich in der Praxis bewährt.In the manufacture of aluminum rims, round, iron-containing metal filters are used today. Their regular lattice structure defines through openings, the total through area of which can be kept relatively large in relation to the wire meshes with about 50-60%, without there being any risk that the metallic lattice will break when flowing through the melt. Such filters have proven themselves in practice.

[0004] Nach dem Röntgen werden die Angusszapfen vom Felgen abgetrennt und rezykliert. Wegen der darin eingeschlossen, eisenhaltigen Filtern können sie nicht wieder für Aluminiumgussteile von hoher Qualität eingesetzt werden. Sie sind minderwertiger als das Material der Schmelze, aus der sie hergestellt wurden. Bei einem Gewicht von etwa 175g eines Angusszapfen eines kleinen Felgens von 17-18 Zoll, bedeutet dies, dass eine grosse Menge an Material anfällt, das zu einer geeigneten Stelle transportiert und dort weiterverarbeitet werden muss. Entsprechend viel zusätzliches Material musste zuvor teuer eingekauft und herbeigeschafft werden, um es später wieder günstiger zu verkaufen und wegzuschaffen. Bei grösseren Felgen sind die Angusszapfen entsprechend schwerer.After the X-ray, the sprue pins are separated from the rims and recycled. Because of the iron-containing filters included in them, they cannot be used again for high-quality aluminum castings. They are inferior to the material of the melt from which they were made. With a weight of about 175g of a sprue pin of a small rim of 17-18 inches, this means that a large amount of material is obtained, which has to be transported to a suitable location and processed there. Correspondingly, a lot of additional material had to be bought and procured beforehand in order to sell it later and get it away cheaper. With larger rims, the sprue pins are correspondingly heavier.

[0005] Ein weiterer Nachteil der hier beschriebenen Filter besteht in der Schwierigkeit der Handhabung. Diese werden als Schüttgut geliefert und verkeilen sich gerne an deren kantigen Rändern der geschnittenen Metallgitter. Das Einsetzen der Filter in die Spritzgiessanlage wird daher in der Regel von einem Mitarbeiter vorgenommen.Another disadvantage of the filter described here is the difficulty of handling. These are supplied in bulk and like to wedge themselves on the edged edges of the cut metal grids. The insertion of the filters into the injection molding system is therefore usually carried out by an employee.

Beschreibung der Erfindung [0006] Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Verluste zu reduzieren, die dadurch entstehen, dass die Angusszapfen eine verminderte Qualität haben. Zudem soll die Handhabung der Filter vereinfacht werden.Description of the invention It is the object of the present invention to reduce the losses which result from the fact that the sprue pins have a reduced quality. In addition, the handling of the filters should be simplified.

[0007] Die Aufgaben werden durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Erfindungsgemäss wird zur Herstellung von Aluminiumteilen in Niederdruckguss-Anlagen im Angussbereich ein eingangs beschriebener Filter verwendet, der rund und scheibenförmig ausgestaltet ist und aus einer Keramik besteht mit einem spezifischen Gewicht, das niedriger als 3 kg/dm³, vorzugsweise niedriger als 2.9 kg/dm³ ist. Vorzugsweise sind die Durchgangsöffnungen definiert ausgestaltet und fallen nicht wie beispielsweise in einer geschäumten Struktur Undefiniert aus, damit die Gefahr ausgeschlossen werden kann, dass kleinere Bruchstücke im Gebrauch abbrechen und in die Kavität einfliessen. Zudem kann dadurch sichergestellt werden, dass die Grösse der Durchgangsöffnungen vorgegeben ist, wodurch die erforderliche Filterwirkung stets gewährleistet ist. Wenn es aber gelingt, eine vorgegebene Minimaldicke der Struktur einzuhalten, kann auch eine Undefinierte Struktur gewählt werden.The objects are solved by the features of the independent claim. Preferred embodiments are described in the dependent claims. According to the invention, a filter described at the outset is used for the production of aluminum parts in low-pressure casting plants in the sprue area, which is round and disc-shaped and consists of a ceramic with a specific weight that is less than 3 kg / dm ³ , preferably less than 2.9 kg / dm ³ is. The through openings are preferably designed in a defined manner and do not fall undefined, for example in a foamed structure, so that the risk that smaller fragments break off during use and flow into the cavity can be excluded. In addition, it can be ensured that the size of the through openings is predetermined, whereby the required filter effect is always guaranteed. However, if it is possible to maintain a predetermined minimum thickness of the structure, an undefined structure can also be selected.

[0008] Es hat sich gezeigt, dass Angusszapfen, welche einen solchen keramischen Filter enthalten, zurück in die Schmelze für die Teileherstellung gegeben werden kann, ohne dass weitere Massnahmen erforderlich sind und ohne dass der Schmelze Qualitätseinbussen wiederfährt. Da die Keramik ein ähnliches spezifisches Gewicht aufweist wie die etwa 2.7 kg/dm³ von Aluminium, schwimmt sie als Schlacke oben auf und wird zusammen mit anderen Verunreinigungen oben abgeschöpft. Anders verhalten sich schwerere Keramikteile oder eisenhaltige Metalle, da sich diese am Grund absetzen und somit nicht einfach entfernt werden können.It has been shown that sprue cones, which contain such a ceramic filter, can be returned to the melt for the production of parts without further measures being necessary and without the melt experiencing any loss in quality. Since the ceramic has a similar specific weight to that of about 2.7 kg / dm ³ of aluminum, it floats on top as a slag and is skimmed off together with other impurities. Heavier ceramic parts or ferrous metals behave differently because they settle on the bottom and therefore cannot be easily removed.

[0009] Zudem hat sich gezeigt, dass die Röntgenanlagen die erfindungsgemässen Keramikfilter ebenfalls erkennen, ohne dass Änderungen an den Einstellungen vorgenommen werden müssen. Die herkömmlichen Metallfilter lassen sich demnach spontan durch die erfindungsgemässen Keramikfilter ersetzen.In addition, it has been shown that the x-ray systems also recognize the ceramic filter according to the invention without having to make any changes to the settings. The conventional metal filter can therefore be replaced spontaneously by the ceramic filter according to the invention.

[0010] Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die erfindungsgemässen Keramikfilterscheibenförmig sind. Sie lassen sich stapeln und können durch eine automatisierte Anlage einfach eingesetzt werden.Another advantage of the invention is that the ceramic filter disk according to the invention are shaped. They can be stacked and can be easily used by an automated system.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen [0011] In der Folge wird die Erfindung unter Mithilfe der Figuren näher beschrieben. Gleiche Bezugszeichen stellen stets dieselben Sachverhalte dar. Es zeigen:BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is described in more detail below with the aid of the figures. The same reference symbols always represent the same facts. They show:

Fig. 1 eine fotografische Darstellung eines Aluminiumgussteils in Form einer Aluminiumfelge mit einem Angussteil;Figure 1 is a photographic representation of an aluminum casting in the form of an aluminum rim with a sprue.

Fig. 2 2a: ein Angussteil; 2b: das Angussteil in einem Zoomausschnitt;2 2a: a sprue part; 2b: the sprue part in a zoom section;

Fig. 3 eine Röntgenaufnahme eines Angussteils mit einem Filter;3 shows an X-ray image of a sprue part with a filter;

Fig. 4 Stahlfilter nach dem Stand der Technik, 4a: in Gitterstruktur; 4b: in Streckblechstruktur;4 steel filters according to the prior art, 4a: in a lattice structure; 4b: in expanded metal structure;

Fig. 5 ein erfindungsgemässer Filter in einer bevorzugten Ausführung;5 shows a filter according to the invention in a preferred embodiment;

Fig. 6 ein Filter nach dem Stand der Technik;6 shows a filter according to the prior art;

Fig. 7 ein weiterer erfindungsgemässer Filter;7 shows a further filter according to the invention;

Fig. 8 ein weiterer erfindungsgemässer Filter;8 shows a further filter according to the invention;

Fig. 9 ein erfindungsgemässer Filter in einer alternativen bevorzugten Ausführung;9 shows a filter according to the invention in an alternative preferred embodiment;

Fig. 10 eine Darstellung eines erfindungsgemässen Filters gemäss Fig. 5.10 is an illustration of a filter according to the invention according to FIG. 5.

Wege zur Ausführung der Erfindung [0012] Die Fig. 1 ist eine Fotografie eines Aluminiumgussteils 1 in der Form eines Aluminiumfelgens bei der Produktion. Dabei wird im Niederdruckguss-Verfahren flüssige Aluminiumschmelze beispielsweise mittels 0.8 bar Druck auf die Badoberfläche des Warmhalteofens unterhalb der Niederdruckguss-Anlage durch einen Anguss in eine Kavität eingespritzt, welche die Form des zu bildenden Rades aufweist. Sobald die Kavität gefüllt und das Niederdruckguss-Verfahren nach der erforderlichen Abkühlzeit abgeschlossen ist, wird das Aluminiumteil entformt. Der Angusszapfen 2, der den Zwischenbereich zwischen der Kavität und der Einspritzvorrichtung bildet, ist zu diesem Zeitpunkt ebenfalls erstarrt und ist einstückig am Aluminiumteil 1 angeformt. Ein bereits abgetrennter Angusszapfen 2 ist in Fig. 2a und ausschnittweise in Fig. 2b dargestellt.WAYS OF CARRYING OUT THE INVENTION Fig. 1 is a photograph of an aluminum casting 1 in the form of an aluminum rim during production. In the low-pressure casting process, liquid aluminum melt is injected, for example by means of a pressure of 0.8 bar, onto the bath surface of the holding oven below the low-pressure casting system through a sprue into a cavity which has the shape of the wheel to be formed. As soon as the cavity is filled and the low-pressure casting process is completed after the required cooling time, the aluminum part is removed from the mold. The sprue pin 2, which forms the intermediate region between the cavity and the injection device, has also solidified at this time and is integrally formed on the aluminum part 1. A sprue pin 2 which has already been cut off is shown in FIG. 2a and in sections in FIG. 2b.

[0013] Im Bereich des Angusses wird in der Regel ein Filter 3 mit einer Vielzahl von Durchgangsöffnungen 6 eingesetzt, durch welche im Gebrauch die Aluminiumschmelze hindurchtreten kann, während Fremdkörper, die in der Schmelze oft vorhanden sind, durch die Filterstruktur zurückgehalten werden. Das Vorhandensein eines solchen Filters 3 ist eine wichtige Voraussetzung für die Erreichung der vorgegebenen Qualität des Aluminiumteils 1, da Fremdkörper im Teil 1 Fehlstellen bilden, welche später zu Bruchstellen oder zu optischen Fehlern führen können.In the area of the sprue, a filter 3 with a plurality of through openings 6 is generally used, through which the aluminum melt can pass during use, while foreign bodies, which are often present in the melt, are retained by the filter structure. The presence of such a filter 3 is an important prerequisite for achieving the specified quality of the aluminum part 1, since foreign bodies in the part 1 form defects which can later lead to break points or to optical errors.

[0014] Aus diesem Grund wird jedes Teil 1 nach der Herstellung geröntgt. Eine Röntgenaufnahme, welche einen Bereich des Angusses darstellt, ist in Fig. 3 wiedergegeben. Darin ist der Filter 3, der vor dem Prozess eingesetzt wurde, gut erkennbar. Falls kein Filter 3 erkennbar ist, wird das gesamte Teil 1 zum Ausschuss aussortiert.For this reason, each part 1 is X-rayed after production. An X-ray image, which represents an area of the sprue, is shown in FIG. 3. This clearly shows the filter 3 that was used before the process. If no filter 3 can be seen, the entire part 1 is sorted out for rejection.

[0015] Wenn der Filter 3 erkannt wird, wird der Angusszapfen 2 vom Gussteil 1 abgetrennt und entsorgt, während das Gussteil 1 weiterverarbeitet wird.If the filter 3 is recognized, the sprue pin 2 is separated from the casting 1 and disposed of while the casting 1 is being processed.

[0016] Der zu entsorgende Angusszapfen 2 enthält den Filter 3, wie in Fig. 2b erkannt werden kann. Heute werden für diese Zwecke Stahlfilter 2 verwendet, wie sie in Fig. 4a und 4b abgebildet sind. Die Ausführung nach Fig. 4a besteht aus einem gewebten Metallgitter, die nach Fig. 4b aus einem Streckblech. Das Metallgewebe nach Fig. 4a ist mit einer inneren Einbuchtung versehen, um dem Filter eine höhere Steifigkeit zu verleihen und weist somit eine Hutform auf, während der Filter nach Fig. 4b eher mit der Form einer flachen Schale vergleichbar ist. Die scharfkantigen Ränder 5 beider Filter 3, die das Vereinzeln vordem Einsetzen in die Niederdruckguss-Anlagen erschweren, sind ebenfalls in den Fig. 4a und 4b erkennbar.The sprue pin 2 to be disposed of contains the filter 3, as can be seen in FIG. 2b. Today steel filters 2 are used for these purposes, as shown in FIGS. 4a and 4b. 4a consists of a woven metal grid, that of FIG. 4b is made of an expanded metal sheet. The metal mesh according to Fig. 4a is provided with an inner indentation to give the filter a higher rigidity and thus has a hat shape, while the filter according to Fig. 4b is more comparable to the shape of a flat shell. The sharp-edged edges 5 of both filters 3, which make it difficult to separate them before they are inserted into the low-pressure casting systems, can also be seen in FIGS. 4a and 4b.

[0017] Fig. 5 zeigt einen erfindungsgemässen Filter 4, der schematisch auch in Fig. 10 dargestellt ist. Dieser ist scheibenförmig ausgestaltet und besteht aus einer Keramik mit einem spezifischen Gewicht, das niedriger als 3 kg/dm³, vorzugsweise niedriger als 2.9 kg/dm³ ist.5 shows a filter 4 according to the invention, which is also shown schematically in FIG. 10. This is disc-shaped and consists of a ceramic with a specific weight that is less than 3 kg / dm ³ , preferably less than 2.9 kg / dm ³ .

[0018] Es hat sich als zweckmässig erwiesen, den Filter 4 vorwiegend aus Aluminiumsilikat herzustellen, da dieser Grundstoff in der Bruchfestigkeit, im spezifischen Gewicht und auch in der Temperaturbeständigkeit die Anforderungen für die genannte Anwendung, insbesondere bei der Herstellung von Aluminiumfelgen, erfüllen.It has proven to be expedient to manufacture the filter 4 predominantly from aluminum silicate, since this basic material in terms of breaking strength, specific weight and also temperature resistance meet the requirements for the application mentioned, in particular in the production of aluminum rims.

[0019] Im Unterschied zu herkömmlichen Filtern 3 umfasst der erfindungsgemässe Filter primär kein Eisen. Dies hat zur Folge, dass der Angusszapfen 2 als Ganzes intern rezykliert werden kann, indem er in die Schmelze zurückgegeben wird. Die Qualität der Schmelze verringert sich dadurch nicht, da kein Eisen zugefügt wird. Dies ist nur möglich, weil das spezifische Gewicht des Filters 4 nur wenig über dem des Aluminium liegt, das, je nach Legierung, etwa 2.7 kg/m² aufweist. Herkömmliche Keramiken haben ein spezifisches Gewicht von etwa 3.4 kg/m². Eine solche Keramik würde sich an den Boden des Schmelzofens absetzen, wodurch sie sich nicht einfach entfernen lässt.In contrast to conventional filters 3, the filter according to the invention primarily comprises no iron. The consequence of this is that the sprue pin 2 as a whole can be recycled internally by being returned to the melt. The quality of the melt is not reduced as no iron is added. This is only possible because the specific weight of the filter 4 is only slightly above that of the aluminum, which, depending on the alloy, has about 2.7 kg / m ² . Conventional ceramics have a specific weight of around 3.4 kg / m ² . Such ceramic would settle on the bottom of the furnace, making it difficult to remove.

[0020] Mit einem spezifischen Gewicht von idealerweise etwa 2.7-2.9 kg/m² schwimmt die Keramik oben auf und kann einfach abgeschöpft werden.With a specific weight of ideally about 2.7-2.9 kg / m ^2, the ceramic floats on top and can be easily skimmed off.

[0021] Es hat sich aber gezeigt, dass herkömmliche Keramikfilter 4', die heute für andere Zwecke auf dem Markt sind, den Anforderungen für die beschriebene Anwendung, namentlich das Niederdruckguss-Verfahren von Aluminiumteilen, nicht genügt. Ein solcher Keramikfilter 4' nach dem Stand der Technik ist in Fig. 6 abgebildet. Abgesehen von dem bereits erwähnten spezifischen Gewicht, das bei einem solchen Keramikfilter 4' zu hoch ist, ist die gesamte Durchgangsfläche, gebildet durch die Summe der Durchgangsöffnungen 6, im Verhältnis zur gesamten Fläche der Stützwände 9, welche die Durchgangsöffnungen 6 umgeben, zu gering. Der Aluminiumfluss würde durch einen solchen Filter 4' zu stark gebremst werden.However, it has been shown that conventional ceramic filters 4 ', which are now on the market for other purposes, do not meet the requirements for the described application, namely the low-pressure casting process of aluminum parts. Such a ceramic filter 4 'according to the prior art is shown in FIG. 6. Apart from the specific weight already mentioned, which is too high with such a ceramic filter 4 ', the total passage area, formed by the sum of the passage openings 6, is too small in relation to the total area of the support walls 9, which surround the passage openings 6. The aluminum flow would be slowed down too much by such a filter 4 '.

[0022] Weitere erfindungsgemässe Ausführungsarten sind in den Fig. 7 und 8 dargestellt. Sie unterscheiden sich in den Formen der Stützwände 9 und der dadurch gebildeten Durchgangsöffnungen 6. Im Gegensatz zur Ausführungsform nach Fig. 5, bei der die Durchgangsöffnungen 6 durch eine Wabenstruktur gebildet werden, bilden die Stützwände 9 in Fig. 7 eine Wabenstruktur, in der jede Wabe durch einen Dreistern im Zentrum dreigeteilt wird, während sie in Fig. 8 ein Rechteckraster darstellen.Further embodiments according to the invention are shown in FIGS. 7 and 8. They differ in the shapes of the support walls 9 and the through openings 6 formed thereby. In contrast to the embodiment according to FIG. 5, in which the through openings 6 are formed by a honeycomb structure, the support walls 9 in FIG. 7 form a honeycomb structure in which each Honeycomb is divided into three by a three-star in the center, while in Fig. 8 they represent a rectangular grid.

[0023] Der Filter 4 nach Fig. 9 ist durch 3D Laserdruck entstanden, im Gegensatz zu den Filtern 4 nach Fig. 5, 7 und 8, die durch 3D Siebdruck entstanden sind, und stellt einen noch nicht optimierten Prototypen dar. Die Durchgangsöffnungen 6 sind durch konzentrische kreisförmige Stützwände 9a gebildet, welche ihrerseits durch radiale Stützwände 9b gestützt werden. Es hat sich gezeigt, dass die Durchgangsöffnungen 6 in dieser Ausführungsform zu gross sind zur Verwendung im Angussbereich von Niederdruckguss-Anlagen zur Herstellung von Aluminiumteilen 1, insbesondere von AluminiumfelgenThe filter 4 according to FIG. 9 was created by 3D laser printing, in contrast to the filters 4 according to FIGS. 5, 7 and 8, which were created by 3D screen printing, and represents a not yet optimized prototype. The through openings 6 are formed by concentric circular support walls 9a, which in turn are supported by radial support walls 9b. It has been shown that the through openings 6 in this embodiment are too large for use in the sprue area of low-pressure casting systems for the production of aluminum parts 1, in particular aluminum rims

1. Es hat sich aber als Vorteil erwiesen, die konzentrischen Stützwände 9a in einem Anstellwinkel zur Fliessrichtung auszugestalten, sodass die Schmelze während dem Niederdruckguss-Prozess besser verteilt wird. Durch eine Verringerung der Abstände der konzentrischen Stützwänden 9a und eine nach aussen höhere Anzahl von radialen Stützwänden 9b kann die gewünschte Grösse der Durchgangsöffnungen 6 erreicht werden.1. However, it has proven to be advantageous to design the concentric supporting walls 9a at an angle of incidence to the direction of flow, so that the melt is better distributed during the low-pressure casting process. The desired size of the through openings 6 can be achieved by reducing the spacing of the concentric support walls 9a and an outwardly higher number of radial support walls 9b.

[0024] Jeder der erfindungsgemässen Filter nach Fig. 5 und 7-9 weist einen äusseren Randbereich 7 für eine Auflage und einen ring- oder scheibenförmigen Durchgangsbereich 8 mit den Durchgangsöffnungen 6 auf Wabenförmige Durchgangsbereich 8 sind auch möglich. Die freie Durchgangsfläche der Durchgangsöffnungen 6 sollte nach Möglichkeit mindestens 56% der gesamten Fläche des Durchgangsbereichs ausmachen, damit die Schmelze mit möglichst wenig Druckverlust in die Kavität einströmen kann. Jede Durchgangsöffnung 6 selbst sollte dabei eine vordefinierte freie Fläche von 4-9 mm²aufweisen. Wie bereits beschrieben weichen die hier dargestellten erfindungsgemässen Musterteile 4 teilweise von diesen Vorgaben ab und sind somit als nicht massstabsgetreu zu verstehen.5 and 7-9 has an outer edge area 7 for a support and an annular or disk-shaped passage area 8 with the passage openings 6 on honeycomb passage area 8 are also possible. The free passage area of the passage openings 6 should, if possible, make up at least 56% of the total area of the passage area, so that the melt can flow into the cavity with as little pressure loss as possible. Each through opening 6 itself should have a predefined free area of 4-9 mm ² . As already described, the sample parts 4 according to the invention shown here partially deviate from these specifications and are therefore not to be understood as being to scale.

[0025] Damit die freie Durchgangsfläche im Verhältnis zur Fläche der Stützwände 9 möglichst gross ist bei relativ kleinen Durchgangsöffnungen 6, müssen die Stützwände 9, welche diese umgeben, eine geringe Wandstärke aufweisen. Andererseits müssen diese Stützwände 9 eine hohe Bruchfestigkeit aufweisen. Es hat sich gezeigt, dass dieser Kompromiss mit einer Wandstärke von etwa 0.25mm + 30% gut erfüllt ist.So that the free passage area in relation to the area of the support walls 9 is as large as possible with relatively small passage openings 6, the support walls 9 which surround them must have a small wall thickness. On the other hand, these support walls 9 must have a high breaking strength. It has been shown that this compromise with a wall thickness of approximately 0.25mm + 30% is well fulfilled.

[0026] Um die Bruchfestigkeit zusätzlich zu erhöhen, kann der erfindungsgemässe Filter 4 einzelne verstärkte Stege 10 aufweisen, wie in Fig. 5 und insbesondere in Fig. 10 ersichtlich. Bei dieser Ausführung wurden drei der Stege 10, die im Wesentlichen radial nach aussen verlaufen, sowohl erhöht als auch mit etwa doppelter Wandstärke ausgestaltet.In order to additionally increase the breaking strength, the filter 4 according to the invention can have individual reinforced webs 10, as can be seen in FIG. 5 and in particular in FIG. 10. In this embodiment, three of the webs 10, which run essentially radially outwards, were designed to be both raised and approximately twice as thick.

[0027] Der äussere Randbereich 7 der Filter 4 wird für den Gebrauch im Angussbereich der Niederdruckguss-Anlage eingelegt. Vorzugsweise ist dieser äussere, abschliessende Rand 5 des Randbereichs 7 konisch ausgebildet, damit die Zentrierung sichergestellt ist.The outer edge area 7 of the filter 4 is inserted for use in the sprue area of the low-pressure casting system. This outer, final edge 5 of the edge region 7 is preferably conical, so that the centering is ensured.

[0028] In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Filter 4 mittig des scheibenförmigen Durchgangsbereichs 8 einen mittleren Bereich 11 auf, der keine Durchgangsöffnungen für den Durchgang von Aluminium aufweist, was dem Filter 4 eine zusätzliche Stabilität aufweist. Dieser mittlere Bereich 11 wird von der Schmelze nicht angeströmt, wenn im Gebrauch dort ein mittiger Niederhalter vorgesehen ist, der den Filter 4 abstützt. Der mittlere Bereich 11 kann eine Aussparung 12 in Form eines zurückversetzten Bereichs oder einer Öffnung aufweisen, um im Gebrauch einen Niederhalter zentriert aufzunehmen. Es ist das Bestreben, die herkömmlichen Prozesse in der Herstellung der Aluminiumteile 1 möglichst nicht ändern zu müssen, wenn ein Metallfilter 3 nach dem Stand der Technik durch einen erfindungsgemässen Keramikfilter 4 ersetzt wird. Beim Vorhandensein eines mittigen Niederhalters in der Anlage muss darauf geachtet werden, dass der Filter 4 nicht durch diesen zerdrückt wird, wenn er einen mittigen Dorn aufweist. Daher empfiehlt es sich, mittig eine Aussparung 12 vorzusehen.In a preferred embodiment, the filter 4 in the middle of the disk-shaped passage area 8 has a middle area 11, which has no passage openings for the passage of aluminum, which gives the filter 4 additional stability. The melt does not flow towards this central region 11 if a central hold-down device is provided there in use, which supports the filter 4. The central region 11 can have a recess 12 in the form of a recessed region or an opening in order to receive a hold-down device in the center when in use. The aim is not to have to change the conventional processes in the production of the aluminum parts 1 if a metal filter 3 according to the prior art is replaced by a ceramic filter 4 according to the invention. If there is a central hold-down in the system, care must be taken that the filter 4 is not crushed by it if it has a central mandrel. It is therefore advisable to provide a recess 12 in the middle.

[0029] Erfahrungen haben gezeigt, dass geeignete Filter 4 gemäss dieser Erfindung mittels 3D Siebdruckverfahren oder mittels 3D Laserdruck Verfahren hergestellt werden können. Andere Herstellmethoden wie Spritzgiessen, das 3D Binderjettingverfahren, das 3D Siebdruck-Stereolithographie Verfahren oder das Laserschneiden sind auch möglich.Experience has shown that suitable filters 4 according to this invention can be produced by means of 3D screen printing processes or by means of 3D laser printing processes. Other manufacturing methods such as injection molding, the 3D binder jetting process, the 3D screen printing stereolithography process or laser cutting are also possible.

[0030] Solche erfindungsgemässe Keramikfilter 4 können spontan die herkömmlichen metallische Filter 3 ersetzten, ohne dabei die Prozessparameter ändern zu müssen. Nach der Herstellung erkennt die Kontrolleinrichtung auf dem Röntgenbild zweifelsfrei, ob ein Filter 4 eingelegt wurde oder nicht. Wenn diese Kontrolle bestanden ist, wird der Angusszapfen 2 vom Aluminiumteil 1 getrennt und kann, im Fall eines erfindungsgemässen Keramikfilters 4, direkt wieder der Schmelze zugefügt werden, zusammen mit den Aluminiumteilen 1, die als Ausschuss aussortiert wurden, und anderem reinen Material, das als Abfall anfällt. Es muss keine separate Sammelstelle mit den Angusszapfen 2 vorgesehen sein, um diese separat zu entsorgen oder zu verkaufen. Dadurch wird nicht nur viel wertvolles Material eingespart, auch die Logistik, dasSuch ceramic filters 4 according to the invention can spontaneously replace the conventional metallic filters 3 without having to change the process parameters. After the production, the control device recognizes on the x-ray image without any doubt whether a filter 4 has been inserted or not. If this control is passed, the sprue pin 2 is separated from the aluminum part 1 and, in the case of a ceramic filter 4 according to the invention, can be added directly to the melt, together with the aluminum parts 1, which have been sorted out as rejects, and other pure material which is considered Waste arises. There is no need to provide a separate collection point with the sprue pins 2 in order to dispose of them separately or to sell them. This not only saves a lot of valuable material, but also the logistics

Handling und das Transportwesen werden vereinfacht. Die Einsparungen durch die Verwendung der erfindungsgemässen Filter 4 im Gegensatz zu den eisenhaltigen Filtern 3 sind demnach enorm.Handling and transportation are simplified. The savings by using the filter 4 according to the invention in contrast to the iron-containing filter 3 are therefore enormous.

Bezugszeichenliste [0031]Reference symbol list [0031]

Aluminiumteil, GussteilAluminum part, casting

Angusszapfensprue

Filter, eisenhaltigFilter, containing iron

Filter, Keramikfilter, erfindungsgemässer FilterFilters, ceramic filters, filters according to the invention

4' Keramikfilter nach dem Stand der Technik4 'ceramic filter according to the prior art

Randedge

DurchgangsöffnungThrough opening

Äusserer RandbereichOuter edge area

DurchgangsbereichPassage area

Stützwandretaining wall

a. Konzentrische Stützwanda. Concentric retaining wall

b. Radiale Stützwandb. Radial retaining wall

Steg zur VerstärkungFootbridge for reinforcement

Mittlerer BereichMiddle area

Aussparungrecess

Claims

claims

1. Filter (4) for use in the sprue area of low-pressure casting systems for the production of aluminum parts (1), the filter (4) having a plurality of through openings {6} through which the aluminum melt can pass during use, characterized in that the filter (4) is disc-shaped and consists of a ceramic with a specific weight that is less than 3 kg / dm ³ , preferably less than 2.9 kg / dm ³ .

2. Filter (4) according to claim 1, characterized in that the filter (4) has an outer edge region (7) for a support and an annular or circular or honeycomb-shaped passage area (8) with the passage openings (6), wherein the passage openings (6) make up at least 56% of the area of the passage area (8).

3. Filter (4) according to claim 1 or 2, characterized in that each through opening (6) is surrounded by supporting walls (9) and has a predefined free area of 4-9 mm ² .

4. Filter (4) according to any one of the preceding claims, characterized in that the edge region (7) has an outer, final edge (5) which is conical.

5. Filter (4) according to one of the preceding claims, characterized in that the through openings (6) are predefined, in particular by a honeycomb structure, a honeycomb structure which additionally has an inner division into three, or are formed by a rectangular grid.

6. Filter (4) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the through openings (6) are formed by concentric circular support walls (9a) which are supported by radial support walls (9b).

7. Filter (4) according to claim 6, characterized in that the circular support walls (9a) are conically oriented in order to influence the flow of the sprue stream in use.

8. Filter (4) according to one of the preceding claims, characterized in that the through openings (6) are surrounded by supporting walls (9) with a minimum wall thickness of 0.25mm +/- 30%

9. Filter (4) according to one of the preceding claims, characterized in that the filter (4) has individual reinforced webs (10) which increase the breaking strength of the filter (4).

10. Filter (4) according to one of the preceding claims, characterized in that it has a central region (11) without through-openings for the melt.

11. Filter (4) according to claim 10, characterized in that it has a recess (12) in the center, which can be designed as a recessed area or with an opening to accommodate a platter in use.

12. Filter (4) according to one of the preceding claims, characterized in that it consists predominantly of aluminum silicate.

13. Filter (4) according to one of the preceding claims, characterized in that it was produced by means of a 3D screen printing process, by means of 3D laser printing processes, by means of 3D binder jetting processes or by means of 3D screen printing stereolithography processes.