DE10034946A1

DE10034946A1 - Molten metal lift tube, useful for an aluminum vacuum die casting machine, has a controllable valve at its immersion end

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Publication number: DE10034946A1
Application number: DE10034946A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-07-28
Filing date: 2000-07-17
Publication date: 2001-03-22
Anticipated expiration: 2020-07-18
Also published as: DE10034946B4; DE29913027U1

Abstract

A molten metal lift tube (1), having a controllable valve (8) at its immersion end, is new.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schmelzensteigrohr für flüssiges Metall, wobei das Schmelzensteigrohr mit seinem einen Ende in einen Behälter mit schmelzflüssigem Metall ragt.The invention relates to a melt tube for liquid metal, the With one end of the melting tube in a container molten metal protrudes.

Es ist eine sogenannte Vakuum-Gussmaschine bekannt, die eine Gussform, einen Schusszylinder und eine Vakuumpumpe aufweist, um die Gussform zu evakuieren. Der Schusszylinder selber steht durch das Schmelzensteigrohr mit dem Behälter mit dem schmelzflüssigen Metall z. B. Aluminium in Verbindung. Die Vorgehensweise zur Befüllung der Gussform ist nun derart, dass zunächst die Gussform und auch der Schusszylinder evakuiert werden. Durch die Evakuierung sowohl des Schusszylinders als auch der Gussform wird das flüssige Metall durch das Steigrohr in den Schusszylinder eingesaugt. Nachdem der Schusszylinder gefüllt ist, wird durch den Schusszylinder das flüssige Metall in die Gussform überführt. Der Vorteil eines derartigen Vakuumgusses ist, dass das fertige Gussteil im Wesentlichen keine Blasen aufweist. Im Gegensatz zu üblicher Weise hergestellten Aluminiumgussteilen ist ein auf diese Weise hergestelltes Gussteil wesentlich verformbarer.A so-called vacuum casting machine is known which has a casting mold, has a shot cylinder and a vacuum pump to the mold to evacuate. The shot cylinder itself stands by that Melt riser pipe with the container with the molten metal z. B. Aluminum in combination. The procedure for filling the mold is now such that first the mold and also the shot cylinder be evacuated. By evacuating both the shot cylinder and The liquid metal is also poured into the mold through the riser Shot cylinder sucked in. After the shot cylinder is filled, the liquid metal is transferred into the casting mold by the shot cylinder. The The advantage of such a vacuum casting is that the finished casting in Has essentially no bubbles. Contrary to the usual way Aluminum castings manufactured is one manufactured in this way Casting significantly more deformable.

Nachteilig bei diesem Verfahren ist nun, dass der Zeitpunkt des Einfließens der Schmelze in den Schusszylinder nicht genau definiert werden kann. Das heißt, der Beginn des Einlaufens der Schmelze durch das Schmelzen steigrohr hängt an vielen Faktoren ab, so zum Beispiel von der Höhe des Vakuums und von der Fließfähigkeit der Schmelze.The disadvantage of this method is that the time of the inflow the melt in the shot cylinder cannot be precisely defined. The that is, the beginning of the melt running in due to the melting riser pipe depends on many factors, such as the height of the Vacuum and the fluidity of the melt.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, ein Schmelzensteigrohr bereitzustellen, durch das der Zeitpunkt des Einfließen der Schmelze in den Schusszylinder genau steuerbar ist.The object of the invention is now a Provide melt tube, through which the time of inflow the melt in the shot cylinder is precisely controllable.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Schmelzen steigrohr an seinem einen Ende ein steuerbares Ventil aufweist. Durch das steuerbare Ventil kann der Zeitpunkt des Öffnens des Ventiles von außen bestimmt werden, somit erfolgt das Einlaufen der Schmelze durch das Schmelzensteigrohr in den Schusszylinder unabhängig von variablen Parametern, wie Zustand der Schmelze und Höhe des Vakuums.The object is achieved in that the melting riser has a controllable valve at one end. By the controllable valve can be the time of opening the valve from the outside be determined, thus the melt runs in through the Melt riser pipe in the shot cylinder regardless of variable Parameters such as the condition of the melt and the level of the vacuum.

Nach einer ersten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Ventil eine Ventilkugel aufweist, durch die das Ende des Schmelzensteigrohres verschließbar ist. Hierbei ist vorgesehen, dass das offene Ende des Schmelzensteigrohres zur Aufnahme der Kugel eine konisch zum Inneren des Rohres verlaufende Fase als Ventilsitz aufweist. Durch einen derart ausgebildeten Ventilsitz wird in Verbindung mit der Kugel erreicht, dass die Berührung zwischen Kugel und Ventilsitz nunmehr linienförmig ist. Der Vorteil hiervon ist, dass im Bereich des Ventilsitzes sich ansammelnde Verschmutzungen durch die Kugel aufgrund der linienförmigen Berührung abgedrängt werden.According to a first embodiment it is provided that the valve is a Has valve ball through which the end of the melt tube is lockable. It is provided that the open end of the Melt riser tube for receiving the ball a conical to the inside of the pipe extending chamfer as a valve seat. By such a way Trained valve seat is achieved in conjunction with the ball Contact between the ball and the valve seat is now linear. The The advantage of this is that it accumulates in the area of the valve seat Contamination from the ball due to the linear contact be pushed off.

Im Einzelnen ist vorgesehen, dass die Kugel auf einer Achse angeordnet ist, wobei die Achse von einer Kulisse aufgenommen ist, wobei die Kulisse parallel zur Längsachse des Schmelzensteigrohres verschieblich ist. Die Kulisse, die mit einem Kolben-Zylinderantrieb in Verbindung steht, ist insbesondere geführt, um sicherzustellen, dass die Kugel in jedem Fall in den Ventilsitz einlaufen kann.In detail, it is provided that the ball is arranged on an axis, wherein the axis is taken up by a backdrop, the backdrop is displaceable parallel to the longitudinal axis of the melt tube. The Backdrop that is connected to a piston-cylinder drive led in particular to ensure that the ball in any case the valve seat can break in.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Ventil einen Boden aufweist, der einen im Querschnitt in etwa U-förmigen mit jeweils einer endseitigen Öffnung versehenen Durchlass aufweist, wobei der Durchlass mit seinem einen offenen Ende an die Öffnung des Schmelzensteigrohres anschließt, und an seinem anderen offenen Ende durch einen Ventilkörper verschließbar ist. Hierbei ist vorgesehen, dass der Boden des Ventils aus mehreren Platten besteht, wobei die einzelnen Platten mindestens einen Schlitz oder eine Nut und/oder mindestens eine Bohrung aufweisen. Es ist bekannt, dass flüssiges Schmelzen sämtliche Werkstoffe - außer keramische Werkstoffen - angreifen und hier insbesondere Siliziumkarbid- bzw. Siliziumnitrid-Werkstoff sehr widerstandsfähig gegen flüssiges Schmelzen sind. Diese Werkstoffe haben allerdings den Nachteil, dass sie nur schwer zu bearbeiten sind. Durch die Ausbildung des Bodens in Form von einzelnen Platten besteht die Möglichkeit einzelne Platten mit Nuten oder Schlitzen zu versehen. Another embodiment is characterized in that the valve has a base with a cross-section approximately U-shaped each has an opening provided at the end, wherein the passage with its one open end at the opening of the Melt riser pipe connects, and at its other open end can be closed by a valve body. It is provided that the Bottom of the valve consists of several plates, the individual Plates at least one slot or groove and / or at least one Have hole. It is known that liquid melting all Attack materials - except ceramic materials - and here especially silicon carbide or silicon nitride material are resistant to liquid melting. Have these materials however, the disadvantage that they are difficult to edit. Through the Formation of the floor in the form of individual plates Possibility to provide individual plates with grooves or slots.

Im Zusammenbau der einzelnen Platten ergeben sich dann entsprechende horizontal verlaufende Bohrungen. In Verbindung mit vertikal dazu angeordneten Bohrungen ergibt sich somit ein im wesentlichen U-förmiger Durchlass.The assembly of the individual panels then results in corresponding ones horizontal holes. In combination with vertical arranged bores thus results in an essentially U-shaped Passage.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass das Schmelzensteigrohr ein Joch aufweist, das mit dem Boden in Verbindung steht. Das heißt, dass durch das Joch die einzelnen Platten, die den Boden bilden, gehalten werden, wobei zur Halterung entsprechende Schraubbolzen vorgesehen sind. Weiterhin zeigt der Ventilkörper eine Ventilstange, die endseitig einen kugelförmigen Kopf besitzt. Dieser kugelförmige Kopf schließt die eine endseitige Öffnung des U-förmigen Durchlasses, wobei diese Öffnung eine konische Fase aufweist, so dass in Verbindung mit dem kugelförmigen Kopf eine linienförmige Verbindung zwischen dem kugelförmigen Ventilkopf und dem entsprechend ausgebildeten Ventilsitz erzeugt wird. Der Vorteil einer solchen Ausbildung besteht darin, dass im Bereich des Ventilsitzes sich ansammelnde Schmutzpartikel durch die linienförmige Berührung quasi verdrängt werden, so dass in jedem Fall ein dichter Sitz gewährleistet ist. Die Ventilstange selbst ist geführt, was beispielsweise durch eine entsprechende Öffnung im Joch bewerkstelligt werden kann. Zum Heben und Senken der Ventilstange kann weiterhin eine Kolben-Zylinderanordnung vorgesehen sein.According to a further feature of the invention it is provided that Schmelzensteigrohr has a yoke that connects to the ground stands. That means that through the yoke the individual plates that make up the floor form, are held, with appropriate bolts for holding are provided. Furthermore, the valve body shows a valve rod that has a spherical head at the end. That spherical head closes one end opening of the U-shaped passage, wherein this opening has a conical chamfer, so that in connection with the spherical head a linear connection between the spherical valve head and the correspondingly designed valve seat is produced. The advantage of such training is that in Dirt particles collecting through the area of the valve seat line-shaped contact can be suppressed, so that in any case tight fit is guaranteed. The valve stem itself is guided what accomplished, for example, by a corresponding opening in the yoke can be. One can continue to raise and lower the valve rod Piston-cylinder arrangement can be provided.

Vorteilhaft bei allen beiden Ausführungsformen ist, dass sämtliche Teile des Ventiles, die mit der Schmelze in Berührung kommen, aus Siliziumkarbid (SiC), Siliziumnitrid (Si₃N₄) oder aus Siliziumkarbidfaser mit einer Siliziumkarbidmatrix (SiCSiC) bestehen. Eine solche Siliziumkarbidfaser in einer Siliziumkarbidmatrix hat den Vorteil, dass ein solcher Werkstoff, wenn auch nur geringfügig, so doch ein gewisses Verformungsvermögen zeigt, was insbesondere vorteilhaft bei der Bearbeitung ist, wobei hinzukommt, dass ein solcher Werkstoff auch Temperaturschwankungen besser aushält.It is advantageous in both embodiments that all parts of the valve that come into contact with the melt consist of silicon carbide (SiC), silicon nitride (Si ₃ N ₄ ) or of silicon carbide fiber with a silicon carbide matrix (SiCSiC). Such a silicon carbide fiber in a silicon carbide matrix has the advantage that such a material, even if only slightly, nevertheless shows a certain deformability, which is particularly advantageous during processing, with the additional factor that such a material also withstands temperature fluctuations better.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielhaft näher erläutert:The invention will be explained in more detail below by way of example with reference to the drawings explains:

Fig. 1 zeigt im Schnitt die erste Ausführungsform in schematischer Darstellung; Fig. 1 shows in section the first embodiment in a schematic representation;

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht gemäß Fig. 1; FIG. 2 shows a side view according to FIG. 1;

Fig. 3 zeigt im Schnitt die zweite Ausführungsform; Fig. 3 shows in section the second embodiment;

Fig. 4 zeigt einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV aus Fig. 3; Fig. 4 shows a section along the line IV-IV of Fig. 3;

Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht gemäß Fig. 3. FIG. 5 shows a side view according to FIG. 3.

Gemäß Fig. 1 ist das Schmelzensteigrohr mit 1 bezeichnet, wobei sich an das Schmelzensteigrohr 1 der schematisch mit 10 bezeichnete Schusszylinder anschließt. Das Schmelzensteigrohr 1 besitzt das Joch 2, das der Führung der Kulisse 3 dient. Die Kulisse 3 weist an ihrem unteren Ende, d. h. am offenen Ende des Schmelzensteigrohres 1 eine Achse 4 auf, die der Aufnahme der Ventilkugel 5 des Ventiles 8 dient. Das Schmelzensteigrohr besitzt an seinem der Ventilkugel 5 zugewandten offenen Ende den Ventilsitz 6 mit der konischen Fase 6a. Die Kulisse 3 ist darüber hinaus durch eine weitere Führung 7 derart geführt, dass in jedem Fall sichergestellt ist, dass die Kugel parallel zur Mittellängsachse des Steigrohres durch die Kulisse bewegt wird. Zur Bewegung der Kulisse ist ein Kolben-Zylinderantrieb 20 vorgesehen, der durch einen Mitnehmer 21 mit der Kulisse 3 in Verbindung steht. Hierbei ist Kulisse 3 mit dem Mitnehmer 21 durch Schrauben 22 verbunden. Wesentlich ist, dass sämtliche Teile, die mit der Schmelze in Berührung kommen, aus hoch verschleißfestem Werkstoff, z. B. SiCSiC, Si₃N₄ oder SiC ausgebildet sind.Referring to FIG. 1, the melting riser is designated by 1, being followed by the melting of riser 1, the schematically designated 10 shot cylinder. The melt tube 1 has the yoke 2 , which serves to guide the backdrop 3 . The link 3 has at its lower end, ie at the open end of the melt tube 1, an axis 4 which serves to receive the valve ball 5 of the valve 8 . The melt tube has at its open end facing the valve ball 5 the valve seat 6 with the conical chamfer 6 a. The link 3 is also guided by a further guide 7 such that it is ensured in each case that the ball is moved through the link parallel to the central longitudinal axis of the riser. A piston-cylinder drive 20 is provided for moving the link, which is connected to the link 3 by a driver 21 . Here backdrop 3 is connected to the driver 21 by screws 22 . It is essential that all parts that come into contact with the melt are made of highly wear-resistant material, e.g. B. SiCSiC, Si ₃ N ₄ or SiC are formed.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist das Schmelzensteigrohr mit 100 bezeichnet, wobei sich an das Schmelzensteigrohr an seinem einen oberen Ende der mit 110 bezeichnete Schusszylinder anschließt, und das Schmelzensteigrohr an seinem anderen unteren Ende das Ventil 120 aufweist. Das Schmelzensteigrohr 100 besitzt das Joch 102, durch das einerseits der Boden 110 durch die angedeuteten Schraubbolzen 111 gehalten ist, und das andererseits der Führung der Ventilstange 121 des insgesamt mit 120 bezeichneten Ventiles dient. Die Ventilstange selbst ist endseitig mit einer Kolben-Zylinderanordnung 129 verbunden. Der Boden 110 besteht im Einzelnen aus vier Platten 110a-110d; durch die entsprechende Anordnung von Schlitzen oder Nuten 112, 113 sowie Bohrungen bzw. Öffnungen 114, 115 wird der Querschnitt U-förmige Durchlass 117 gebildet. Die Öffnung 115 besitzt den Ventilsitz 118, der eine konisch ausgebildete Fase zeigt. In Verbindung mit der Tatsache, dass der Ventilkopf 125 kugelförmig ausgebildet ergibt, ergibt sich, dass der Ventilkopf entlang einer Linie auf dem Ventilsitz aufsitzt.In the embodiment according to FIG. 2, the melting riser pipe is indicated at 100, being followed by the melting of the riser at its one upper end of the designated 110 shot cylinder, and having the melting riser pipe at its other lower end of the valve 120. The melt tube 100 has the yoke 102 , on the one hand the base 110 is held by the indicated screw bolts 111 , and on the other hand it serves to guide the valve rod 121 of the valve, designated overall by 120 . The valve rod itself is connected at the end to a piston-cylinder arrangement 129 . The bottom 110 consists in detail of four plates 110 a- 110 d; The cross section of U-shaped passage 117 is formed by the corresponding arrangement of slots or grooves 112 , 113 and bores or openings 114 , 115 . The opening 115 has the valve seat 118 , which shows a conical bevel. In connection with the fact that the valve head 125 results in a spherical design, it results that the valve head is seated along a line on the valve seat.

Die Ventilstange 121 ist darüber hinaus noch durch die Führung 140 geführt, die am Schmelzensteigrohr befestigt ist.The valve rod 121 is also guided through the guide 140 which is attached to the melt tube.

Die Funktionsweise dieses Ventiles ist nun derart, dass durch den Kolben- Zylinderantrieb die Stange entlang des Pfeiles 150 verschoben wird, wodurch die Öffnung 115 freigegeben wird, mit der Folge, dass die Schmelze durch den U-förmigen Durchlass 117 in das Steigrohr 100 und schlussendlich in den Schusszylinder 110 gelangt.The functioning of this valve is such that the rod is displaced along the arrow 150 by the piston-cylinder drive, whereby the opening 115 is opened, with the result that the melt through the U-shaped passage 117 into the riser pipe 100 and finally gets into the shot cylinder 110 .

Claims

1. melt riser pipe for liquid metal, the melt riser pipe protruding at one end into a container with molten metal, characterized in that the melt riser pipe ( 1 , 100 ) has a controllable valve ( 8 , 120 ) at one end.

2. melt tube according to claim 1, characterized in that the valve ( 8 ) has a valve ball ( 5 ) through which the end of the melt tube ( 1 ) can be closed.

3. melt tube according to claim 2, characterized in that the open end of the melt tube ( 1 ) for receiving the ball ( 5 ) has a conical to the interior of the tube chamfer ( 6 a) as a valve seat ( 6 ).

4. melt tube according to claim 2, characterized in that the ball ( 5 ) is arranged on an axis ( 4 ), the axis ( 4 ) being arranged in a link ( 3 ), the link ( 3 ) parallel to the longitudinal axis of the Schmelzensteigrohres ( 1 ) is displaceable.

5. melt tube according to claim 4, characterized in that the link ( 3 ) with a piston-cylinder drive ( 20 ) is connected.

6. melt tube according to claim 4, characterized in that the backdrop ( 3 ) is guided.

7. melt tube according to claim 1, characterized in that the parts of the valve ( 8 ) coming into contact with the melt consist of silicon carbide (SiC), silicon nitride (Si ₃ N ₄ ) or of silicon carbide fiber with the silicon carbide matrix (SiCSiC).

8. melt tube according to claim 1, characterized in that the valve ( 128 ) has a bottom ( 11 ) which has a cross section approximately U-shaped, each with an end opening ( 114 , 115 ) provided passage ( 117 ), wherein the passage ( 117 ) adjoins the opening of the melt tube ( 110 ) with one open end ( 114 ) and can be closed by the valve ( 120 ) at its other open end.

9. melt tube according to claim 8, characterized in that the bottom ( 110 ) of the valve ( 120 ) has a plurality of plates ( 110 a- 110 d).

10. melt tube according to claim 8, characterized in that the plates each have at least one slot or groove ( 112 , 113 ) and / or at least one bore ( 114 , 115 ).

11. The melt riser according to claim 8, characterized in that the melt riser ( 100 ) has a yoke ( 120 ) with which the bottom ( 110 ) is connected.

12. melt tube according to claim 8, characterized in that the valve ( 120 ) has a valve rod ( 121 ) which has a spherical valve head ( 125 ) at the end.

13. melt tube according to claim 12, characterized in that the valve rod ( 121 ) is guided.

14. melt tube according to claim 12, characterized in that the valve rod ( 121 ) with a piston-cylinder drive ( 129 ) is connected.

15. melt tube according to claim 8, characterized in that the parts of the valve ( 120 ) coming into contact with the melt consist of silicon carbide (SiC), silicon nitride (Si ₃ N ₄ ) or of a silicon carbide fiber with a silicon carbide matrix SiCSiC.