DE10038791C1

DE10038791C1 - Vorrichtung zur Herstellung von Feingussteilen im Schleudergussverfahren

Info

Publication number: DE10038791C1
Application number: DE2000138791
Authority: DE
Inventors: Georg Jarczyk; Hans Guenter Fellmann
Original assignee: ALD Vacuum Technologies GmbH
Current assignee: ALD Vacuum Technologies GmbH
Priority date: 2000-08-09
Filing date: 2000-08-09
Publication date: 2001-10-18
Anticipated expiration: 2020-08-10

Abstract

Bei einer Vorrichtung zur Herstellung von Feingußteilen im Schleudergußverfahren mit einer Kokille (1) und einem in diese einfahrbaren Heizaggregat (2) sind in den etwa zylindrischen, die Seitenwand bildenden Teile auf der Innenfläche verteilt taschenförmige Ausnehmungen (3, 3, 3'''...) für die Gußteile eingeformt sind, wobei in einer Ebene oberhalb der Ausnehmungen (3, 3''...) an der Innenwand eine ein Stück weit radial nach innen zu erstreckende ringförmige Rippe oder Schulter (4) angeformt ist, die zusammen mit dem Bodenteil (5) der Kokille (1) einen radial nach innen zu offenen Ringkanal (6) begrenzt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Feingußteilen im Schleudergußverfahren mit einer Kokille, vorzugsweise aus keramischem Werkstoff und mit einem Heizaggregat das gegenüber der Kokille in vertikaler Richtung verschiebbar gehalten und geführt ist.

Beim Schleuderguß wird flüssiges Metall einer Drehbewegung ausgesetzt so daß die auf die Schmelze einwirkende Fliehkraft an die Formwandung drückt, wo es erstarrt. Während sich der Waagerechtschleuderguß - bei dem sich die Gießform um eine waagerechte Achse dreht - für Rohre, Lagerschalen und Büchsen eignet wird der Senkrechtschleuderguß - bei dem sich die Form um eine senkrechte Achse dreht - beispielsweise zur Herstellung von Ventil körpern verwendet. Die Festigkeitseigenschaften des Schleudergusses sind sehr gut und sehr gleichmäßig, wobei Lunker und andere Fehlstellen sehr selten sind. Als problematisch hat sich beim Schleuderguß das gleichmäßige Füllen der Gießform vor dem Eintritt der Erstarrung gezeigt.

Bekannt ist ein Gußofen zur Herstellung von gerichtet ein- und polykristallin erstarrten Gußkörpern (DE 199 19 869 A1), bestehend aus einer oberen Heizkammer mit einer Heizkammerwand, welche mindestens ein Heizelement enthält, und mit einer Ofenabdeckung, einer unteren Kühlkammer, einer Gießform mit Gußstücken und einer Transportvorrichtung für die Gießform, wobei im mittleren Bereich der oberen Heizkammer zentral zwischen den Gußstücken eine innere Heizung mit mindestens einem Heizelement ange ordnet ist. Die Heizung ist dabei fester Bestandteil des Gußofens und gegen über der Gießform unverschiebbar und ortsfest am Boden angeordnet.

Bekannt ist weiterhin ein Verfahren zum Temperieren einer Spritzgießform für Kunststoff- und Aluminium Druckguß (DE 44 44 092 A1), mit wenigstens einer beheizten Düse oder einem Heißkanal, wobei mittels eines Extruders in einem wiederkehrenden Zyklus der aufgeschmolzene Werkstoff unter Druck in die Formausdehnung der Spritzgießform eingebracht wird, dort aushärtet, aus der Form entfernt und mit Beginn eines neuen Zyklus wieder unter Druck ge schmolzener Werkstoff zugeführt wird. Zum Temperieren der Formteile dienen Kreisläufe, wobei das Temperiermedium auf einzelne Kanalabschnitte verteilt werden kann. Die Formteile selbst sind zum Zwecke der Entnahme der ferti gen Formteile gegeneinander verschiebbar.

Man hat auch eine aus mehreren Segmenten zusammengesetzte Form zum Gießen von Fahrzeugradfelgen vorgeschlagen (WO 95/09710), bei der jeweils das die innere Radschüssel und das äußere Felgenbett abformende Segment mit einem kreisscheibenförmigen bzw. kreisringzylindrischen Temperierstück versehen sind, wobei beide Temperierstücke eine Vielzahl von Kanälen auf weisen, die vom Temperiermittel durchflossen sind.

Schließlich ist eine Vorrichtung für den Schleuderguß bekannt, bei der ein motorisch angetriebener, um eine vertikale Achse rotierender Korb vorgese hen ist, der mit Sand gefüllt ist, wobei sich in den Sand eingebettet die eigent liche Keramikform befindet, die mit einem zentralen Trichter für das Eingießen der Schmelze versehen ist. Der rotierende Korb ist von einem ortsfesten kreiszylindrisch ausgeformten Ring umschlossen, dessen radial innere Wand mit einer Heizschlange versehen ist, so dass sich die in die Keramikform ein gefüllte Schmelze kontrolliert abkühlen läßt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kokille so auszu bilden, daß einerseits eine für dickwandige Bereiche eines Gießteils notwen dige Schmelzenmenge in der Kokille bereitgehalten wird, damit für die dort langsamer verlaufende Erstarrung und die damit verbundene Schrumpfung ausreichend flüssiger Werkstoff verfügbar ist und andererseits nicht Anteile der zugemessenen Schmelzenmenge aus der Kokille herausschleuderbar sind.

Die Minimierung der Speisermenge ist insbesondere für das Schleudergießen von dünnwandigen Werkstücken aus Superlegierungen von Bedeutung, ins besondere auch um den Anteil an Metallverlusten aus wirtschaftlichen Grün den so gering wie möglich zu halten.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2 gelöst.

Die Erfindung läßt die verschiedensten Ausführungsmöglichkeiten zu; eine davon ist in der anhängenden Zeichnung in einem Längsschnitt näher darge stellt.

Wie die Zeichnung zeigt, weist die Kokille 1 eine im wesentlichen topfförmige Form auf, wobei der untere Teil der Kokille 1 mit einer in die Seitenwand ein geschnittenen ringförmige Nut 6 versehen ist, die nach oben von einer Schul ter oder Rippe 4 begrenzt ist und nach unten zu von einer Schulter oder Rippe 8 die sich unmittelbar oberhalb des Bodenteils 5 der Kokille 1 befindet. Es ist klar, daß die Schulter oder Rippe 8 auch so ausgebildet sein kann, daß sie praktisch in der Ebene der Innenfläche des Bodenteils 5 verläuft, bzw. mit die ser identisch ist. Von der radial nach innen zu offenen Ringnut 6 aus er strecken sich Bohrungen oder Öffnungen 7, 7', 7,", . . . bis in taschenförmige Ausnehmungen 3, 3', . . . die außen an der Kokille 1 vorgesehen sind und in die Schmelze hinein geschleudert wird, wenn diese nach dem Aufheizen der Kokille 1 in den unteren Teil der Kokille 1 eingefüllt wird.

Zum Aufheizen der Kokille 1 wird der Heizer von seiner in der Zeichnung dar gestellten oberen Position soweit in Pfeilrichtung A bewegt, bis sich die Unter seite 9 des Heizers 2 etwa in der Ebene der Schulter 8 der Kokille befindet. Nach dem Aufheizen der Kokille nimmt der Heizer 2 wieder einen Position außerhalb der Kokille 1 ein, so daß das aufgeschmolzene Metall in die Kokille 1 eingefüllt werden kann.

Die eingefüllte Menge an aufgeschmolzenem Metall ist so bemessen, daß sie fast vollständig über die Öffnungen 7, 7', 7". . . in die taschenförmigen Ausneh mungen 3, 3', . . . gedrückt werden kann, wenn nach dem Einfüllen die Kokille um ihre Drehachse in Rotation versetzt wird. Die Ringnut 6 nimmt zu Beginn des Rotationsphase die Schmelze vollständig auf, wobei die Rippe oder Schulter 4 verhindert, daß ein bestimmtes Quantum an aufgeschmolzenem Metall an der Innenwand der Kokille 1 aufsteigt und später an der Wandpartie 10 erstarrt.

Es ist klar, daß auch die Schulter 11 eine Sperre für evtl. aufsteigende Schmelzmengen bildet, da sie auch mit dem Bodenteil 5 einen zusätzlichen Ringkanal 12 bildet.

Bezugszeichenliste

1

Kokille

2

Heizaggregat

3

,

3

' Ausnehmungen

4

Schulter

5

Bodenteil

6

Ringförmige Nut

7

,

7

',

7

" Öffnungen, Bohrungen

8

Rippe

9

Segment Heizaggregat

10

Wandpartie

11

Schultet

12

Ringkanal
A Pfeilrichtung
B Pfeilrichtung

Claims

1. Vorrichtung zur Herstellung von Feingußteilen im Schleudergußverfah ren mit einer Kokille (1), vorzugsweise aus keramischem Werkstoff und mit einem Heizaggregat (2), das gegenüber der Kokille (1) verschieb bar gehalten und geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in den etwa zylindrischen, die Seitenwand der topfförmigen Kokille (1) bilden den Teil auf deren Innenfläche verteilt taschenförmige Ausnehmungen (3, 3, 3". . .) für die Gußteile eingeformt sind, wobei in einer Ebene ober halb der Ausnehmungen (3, 3', 3,". . .) an der Innenwand eine sich ein Stück Wert radial nach innen zu erstreckende ringförmige Rippe oder Schulter (4) angeformt ist die zusammen mit dem Bodenteil (5) der Kokille (1) einen radial nach innen zu offenen Ringkanal (6) begrenzt, wobei das Heizaggregat (2) eine etwa kreiszylindrische Konfiguration aufweist und so bemessen ist, daß es zum Aufheizen der Kokille (1) lotrecht bis unmittelbar oberhalb des Bodenteils (5) in die Kokille (1) absenkbar ist.

2. Vorrichtung zur Herstellung von Feingußteilen im Schleudergußverfah ren mit einer Kokille (1) und einem Heizaggregat (2) das gegenüber der Kokille (1) verschiebbar gehalten und geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in den etwa zylindrischen die Innenwand der topfförmigen Kokille (1) bildenden Teil Öffnungen (7, 7", . . .) für den Durchtritt der Schmelze zu korrespondierenden im Gußteil ausgebil dete Taschen, Hohlräume oder Ausnehmungen (3, 3'. . .) vorgesehen sind, wobei in der Ebene der Öffnungen (7, 7', 7". . .) in die Innenwand der Kokille eine Ringnut (6) eingeformt ist, die einen radial nach innen zu offenen Kanal für die Aufnahme der Schmelze bildet, wobei das Heizaggregat (2) eine etwa kreiszylindrische Konfiguration aufweist und im Durchmesser so bemessen ist, daß es zum Aufheizen der Kokille (1) vor dem Einfüllen der Schmelze lotrecht bis unmittelbar oberhalb des Bodenteils (5) in die Kokille (1) absenkbar ist.