DD249424A1 - Verfahren zur herstellung von gitterplatten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gitterplatten aus schmelzfluessigem Blei bzw. Bleilegierungen, wie sie in Bleiakkumulatoren Verwendung finden. Ziel der Erfindung ist ein wirtschaftliches Giessverfahren zur Herstellung von Gitterplatten mit geringen Stegquerschnitten. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Giessverfahren bereitzustellen, bei dem sich auch bei unguenstigen Fliessbedingungen Giess- und Erstarrungsvorgang unter vollstaendiger Fuellung der Giessform zeitlich ueberlagern. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass die den Formenhohlraum tragende obere Giessformhaelfte eine Kuehltemperatur TK aufweist, die die Eingussoeffnungen enthaltende untere Giessform derart beheizt, dass sie waehrend des Giessvorganges eine Temperatur TS in Schmelztemperaturnaehe nicht unterschreitet, beide Formenhaelften waehrend des Giessvorganges geschlossen sind und unmittelbar danach geoeffnet werden.

Description

eine völlige Trennung von Schmelze und freier Atmosphäre ermöglichen, so daß in Verbindung mit kleinsten Zuführkanalabmessungen, niedriger Schmelzetemperatur und kürzestens Schmelze/Atmosphäre-Kontaktzeiten am Gießort eine Schmelzeoxidation ausgeschlossen ist. Formenspülungen mit Inertgas werden damit überflüssig.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird an nachstehendem Ausführungsbeispiel näher erläutert:

In einem Schmelzebehälter liegt eine PbSb2,5-Legierung mit einer Schmelzetemperatur von 340⁰C vor. Unter dem Badspiegel befindet sich eine Kolbenpumpe. Diese bewirkt mit pneumatischem Antrieb zeitlich definiert einen Druckimpuls auf die Schmelze im temperaturgeregelten Zuführkanal und drückt über kleine Zuführöffnungen die Gießlegierung in die Gießform. Die Gießform besteht aus einem die Gitternegativform tragenden wassergekühlten Gießformoberteil und einem mit einer Grund- und einer Betriebslast von insgesamt 4 kW beheizten, geregelten Gießformunterteil, welches die Zuführöffnungen trägt. Diese wurden unmittelbar vorher durch Aneinanderpressen mittels einer Kraft von 3000 N schmelzedicht geschlossen. Die Schmelze schießt in die Gitterrippen ein und verschmilzt zwischen den Zuführorten miteinander. Dabei erstarrt die Schmelze an der Berührungsstelle zur oberen gekühlten Gießform sofort, so daß lediglich am Berührungsort Schmelze/untere beheizte Gießform ein schmelzflüssiger Gießquerschnitt verbleibt, der das restlose Füllen der Form ermöglicht. Die Luftabführung ist mittels üblicher Maßnahmen wie z. B. Entspannungsflächen problemlos. Diese Entspannungsflächen dienen zusätzlich der Verringerung der Wärmeleitfläche zwischen Ober- und Unterform. Nach dem restlosen Füllen der Form ist der Erstarrungsprozeß dominierend und führt zu einem völlig erstarrten Gießling bei dem unmittelbar folgenden Öffnungsvorgang. Dabei hat sich die Oberflächentemperatur der unteren beheizten Gießformhälfte kurzzeitig oberflächennah von 360°C auf 34O⁰C abgekühlt. Diese Temperaturdifferenz wird im Öffnungszustand der Gießkokillen kurzzeitig wieder ausgeglichen, so daß ein stabiles Temperaturregime vorliegt. Dieses wird regelungstechnisch überwacht und beeinflußt. Nach dem Auswerfen und einem damit gekoppelten Formreinigen ist der nächste Gießzyklus automatisch anschließbar.

Die Produktivität für solcherart hergestellte Gitterplatten liegt im vorliegenden Fall bei 1,5 Sekunden pro Gitterplatte. Die so hergestellten Gitterplatten genügen höchsten Ansprüchen bei Einsatz im Akkumulator.

Claims (2)

1. Verfahren zum Herstellen von Gitterplatten aus Blei bzw. Bleilegierungen mit sehr geringen Stegquerschnitten, insbesondere aus Bleitizw. Bleilegierungen mit schlechten Fließeigenschaften, wobei geteilte Gießformen von unten über eine Vielzahl von Eingußöffnungen durch Druck mit flüssigem Metall gefüllt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die den Formenhohlraum tragende obere Gießformhälfte eine Kühltemperatur T_K aufweist, die die Eingußöffnungen enthaltende untere Gießform derart beheizt wird, daß sie während des Gießvorganges eine Temperatur T_s in Schmelztemperaturnähe nicht unterschreitet, beide Formenhälften während des Gießvorganges geschlossen sind und unmittelbar danach geöffnet werden.

2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Gießvorganges nur die, die geschlossene Gießform bildenden Teile der beiden Formehälften miteinander in Berührung stehen.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gitterplatten aus schmelzflüssigem Blei bzw. Bleilegierungen, wie sie in Bleiakkumulatoren Verwendung finden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Gießverfahren zur Herstellung von Gitterplatten aus Blei bzw. Bleilegierungen, wie sie in Bleiakkumulatoren Verwendung finden, sind seit langem bekannt.

So ist ein Verfahren zum Gießen von Formteilen aus Blei oder Bleilegierungen bekannt, bei dem die Zufuhr des flüssigen Bleis von unten in eine geteilte, nach oben offene Form erfolgt, so daß der Bleispiegel in der Formhöhlung aufsteigen kann. Die Bleizuführung erfolgt dabei an der Schmalseite der Form durch einen beheizten Anguß, dessen Heizleistung so groß ist, daß das Blei im Zulaufrohr immer flüssig bleibt.

Nachdem das Gitterteil erstarrt ist, wird durch Zurücknahme des Bleispiegels im Anguß bzw. Zulaufrohr ein Abriß zwischen erstarrtem Gießteil und flüssigem Zulauf erreicht, so daß die Form geöffnet und das Gießteil entnommen werden kann. Die technischen Daten für die Formbeheizung oder die Wärmeableitung der Form sind so gewählt, daß während der Einfüllzeit noch keine Erstarrung des Bleies eintritt (DE-OS 1 471 752). Der Nachteil dieser technischen Lösung besteht darin, daß Gieß- und Erstarrungsvorgang zeitlich getrennt sind und die dafür erforderlichen Zeitanteile die Produktivität begrenzen. Es ist auch eine Verfahrensweise derart bekannt, daß geteilte und gekühlte Gießformen über eine wärmeisolierte Verteilungskammer von unten über eine Vielzahl von Flüssigkeitsmetalleinlässen durch Gasdruck mit flüssigem Metall gefüllt werden (USP 4 076 070). Diese technische Lösung ist jedoch für das Gießen von Gitterplatten mit sehr dünnen Stegquerschnitten nicht realisierbar, da die allseitige Formkühlung ein vollständiges Ausfließen der Form, insbesondere bei antimonreduzierten Bleilegierungen mit schlechterem Fließverhalten, verhindert.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist ein wirtschaftliches Gießverfahren zur Herstellung von Gitterplatten aus Blei bzw. Bleilegierungen, insbesondere von Gitterplatten mit geringen Stegquerschnitten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Ausgehend von den technischen Ursachen der Mangel der bekannten Lösungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Gießverfahren bereitzustellen, bei dem sich auch bei ungünstigen Fließbedingungen Gieß- und Erstarrungsvorgang unter vollständiger Füllung der Gießform zeitlich überlagern. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die den Formenhohlraum tragende obere Gießformhälfte eine Kühltemperatur T_K aufweist, die die Eingußöffnungen enthaltende untere Gießform derart beheizt wird, daß sie während des Gießvorganges eine Temperatur T₅ in Schmelztemperaturnähe nicht unterschreitet, beide Formhälften während des Gießvorganges geschlossen sind, wobei nur die die geschlossene Gießform bildenden Teile der beiden Formenhälften miteinander in Berührung stehen, und unmittelbar danach geöffnet werden. Somit wird erreicht, daß durch die untere beheizte Gießform mit den Schmelzzuführungsöffnungen bis zur völligen Formfüllung kleine Gießkanäle trotz gleichzeitiger Erstarrung des Gießlings verbleiben, so daß auch kleinste Gießquerschnitte bei schlechten Gießeigenschaften des Gießmetalls, beispielsweise durch Antimonreduzierung in Bleilegierungen, realisiert werden können. Damit wird es möglich, auf erstarrungsverzögemde Mittel wie Schlichten mit ihren bekannten Nachteilen zu verzichten. Die zeitliche Überlagerung von Gieß- und Erstarrungsvorgang erlaubt außerdem kürzeste Gieß- und Formenschlußzeiten, so daß der Wärmefluß von der beheizten zur gekühlten Gießform stark eingeschränkt wird. Positiv in energetischer Hinsicht wirkt sich weiterhin aus, daß nur eine geringe Überhitzung der Schmelze erforderlich ist, die Berührungsfläche der oberen und unteren Formenhälfte für den Formenschluß minimiert wird, nur soviel Flüssigmetall gefördert, wie von der Gießform erfaßt wird, so daß auf Schmelzerückführungen verzichtet werden kann. Auch durch eine hohe Formgenauigkeit der Gitterplatten im Gießprozeß kann durch Wegfall nachträglicher Beschneidungen auf eine Werkstoffrückführung in die Schmelze verzichtet und somit der energetische Aufwand gesenkt werden.
Charakteristisch für die Verfahrensausgestaltung ist die Anwendung von Druckerzeugungs- und Schmelzleistungssystemen, die