DE102004040147A1

DE102004040147A1 - Process to cast lightweight aluminium alloy components with a rising supply of molten metal

Info

Publication number: DE102004040147A1
Application number: DE200410040147
Authority: DE
Inventors: Franz Dr.-Ing. Mnich; Ernst Krebs; Hans-Christoph Saewert; Bruno Schiwy; Reinhold Prof. Dr.-Ing. Krampitz; Andreas Quack; Ingo Horn; Erhard Stark
Original assignee: RAUTENBACH GUS WERNIGERODE GMB; Rautenbach-Guß Wernigerode GmbH
Current assignee: RAUTENBACH GUS WERNIGERODE GMB; Rautenbach-Guß Wernigerode GmbH
Priority date: 2004-08-19
Filing date: 2004-08-19
Publication date: 2006-02-23

Abstract

A low pressure casting process delivers a rising supply of a light metal, e.g. aluminium alloy, to a form with a downwards-directed inlet receiving hot metal from a rising tube. The upper end of the form has a separation arrangement facilitating removal of the form after completion of the hot metal charge. Independent claims are given for a low pressure casting process and the device used for the process.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Niederdruck-Gießen in steigender Gießweise von Metallen, insbesondere Leichtmetallen, wie Aluminiumlegierungen, wobei eine Gießform mit einem nach unten offenen Einguss an ein aus einem Schmelzebehälter aufragendes Steigrohr angeschlossen und die Schmelze unter Druck durch das Steigrohr in die Gießform gefördert wird und am oberen Ende des Steigrohres eine Vorrichtung angeordnet ist, mittels derer der flüssige Schmelzestrang nach Füllung der Gießform abgetrennt werden kann.The The invention relates to an apparatus and a method for low-pressure casting in increasing casting of Metals, in particular light metals, such as aluminum alloys, wherein a mold with a downwardly open sprue to a towering from a melt container Riser connected and the melt under pressure through the riser in the mold promoted and a device is arranged at the upper end of the riser is, by means of which the liquid Melt strand after filling the mold can be separated.

Das Gießen von Bauteilen aus Aluminiumlegierungen hat erheblich an Bedeutung gewonnen. Zunehmend besteht die Forderung nach hochproduktiven Gießverfahren, mit denen qualitativ hochwertige Bauteile in Großserienfertigung hergestellt werden können. Das Niederdruck-Gießen in steigender Gießweise bietet dabei eine Reihe von Vorteilen für die wirtschaftliche Herstellung entsprechender Bauteile. So kann durch die steigende Gießformfüllung mit beruhigter Schmelze die Entstehung von Einschlüssen und Lunker im Gussstück weitgehend vermieden werden. Außerdem kann das Speiservolumen beim Niederdruck-Gießen gegenüber anderen Gießverfahren deutlich reduziert werden, woraus eine erhebliche Energie- und Kosteneinsparung resultiert. Ein Nachteil des Niederdruck-Gießens in Bezug auf seine Produktivität besteht darin, dass nach einer Formfüllung der Druck im Schmelzegefäß so lange aufrechterhalten werden muss, bis die Schmelze in der Gießform erstarrt ist. Die hierzu notwendige Zeit, in der sich die Gießvorrichtung in einem Wartezustand befindet, kann bis zu 15 min betragen. Erst nach der Erstarrung der Schmelze in der Gießform kann bei in der Praxis üblichen Niederdruck-Gießverfahren die mit Schmelze gefüllte Gießform vom Schmelzebehälter entfernt und für einen neuen Gießvorgang eine neue Gießform über dem Schmelzebehälter am Steigrohr angeschlossen werden.The to water of aluminum alloy components is significantly more important won. Increasingly, there is a demand for highly productive casting processes, with which high-quality components are produced in mass production can. The low-pressure casting in increasing casting offers a number of advantages for economical production corresponding components. So can by the rising mold filling with calmed melt the emergence of inclusions and voids in the casting largely avoided become. Furthermore can reduce the feed volume during low pressure casting over other casting methods be significantly reduced, resulting in a significant energy and cost savings results. There is a disadvantage of low pressure casting in terms of its productivity in that after a mold filling the pressure in the melt vessel for so long must be maintained until the melt solidifies in the mold is. The time required for this, in which the casting device in a wait state can be up to 15 minutes. Only after the solidification of the melt in the mold can be customary in practice Low-pressure casting the filled with melt mold from the melt container removed and for a new casting process a new mold over the melt container be connected to the riser.

Aus dem Schrifttum, insbesondere dem Patentschrifttum, sind eine Reihe von Lösungen bekannt, die diesen Nachteil beheben sollen, indem nach dem Füllen der Gießform der zur Gießform führende flüssige Schmelzestrang durch Einschieben eines Trennkörpers in den flüssigen Schmelzestrang getrennt wird, wobei der Trennkörper dabei gleichzeitig als Verschlusselement für den Einguss der Gießform wirkt. Unverzüglich nach der Trennung des Schmelzestranges wird die mit Schmelze gefüllte Gießform vom Schmelzebehälter entfernt und eine neue Gießform über dem Schmelzebehälter am Steigrohr angeschlossen.Out Literature, in particular patent literature, are a series of solutions known to remedy this disadvantage by after filling the mold the mold premier liquid Melt strand separated by inserting a separator in the liquid melt strand is, wherein the separating body At the same time acts as a closure element for the sprue of the mold. Immediately after separation of the melt strand is filled with melt mold from melt container removed and a new mold over the melt container connected to the riser.

So werden in der CH 415 972 ein Druckgießverfahren und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens beschrieben, bei denen nach dem Füllen der Gießform die Schmelze in der Gießform durch ein Ventil von der Schmelze im Steigrohr getrennt und einem weiteren vom Gießdruck unabhängigen Druck ausgesetzt wird, der über einen in einem zwischen Steigrohr und Gießform angeordneten Speiser befindlichen, in die Gießform nachfließenden Metallvorrat aufgebracht wird. Dazu ist zwischen dem Steigrohr und der Gießform eine beheizte Zwischenkammer angeordnet, die die für die Nachspeisung erforderliche Schmelze aufnimmt. Der vom Gießdruck unabhängige Druck wird durch einen Druckkolben, der auf die in der beheizten Zwischenkammer befindlichen Schmelze einwirkt, aufgebracht. Die Trennung des Schmelzestranges erfolgt durch ein Schieberventil, bei dem ein Trennorgan seitlich in den Schmelzestrang eingeschoben wird oder irgendein anderes Ventil.So be in the CH 415 972 a Druckgießverfahren and a device for carrying out the method described in which, after filling the mold, the melt in the mold separated by a valve from the melt in the riser and another pressure independent from the casting pressure is applied via a in between a riser and Mold arranged arranged feeder, nachfließenden in the mold metal supply is applied. For this purpose, a heated intermediate chamber is arranged between the riser and the mold, which receives the melt required for the make-up. The pressure, which is independent of the casting pressure, is applied by a pressure piston, which acts on the melt located in the heated intermediate chamber. The separation of the melt strand is carried out by a slide valve, in which a separating member is inserted laterally into the melt strand or any other valve.

Im Prinzip sind die in den WO 02/04149 A1 und WO 02/04144 A2 beschriebenen Lösungen in ihrer Wirkungsweise bezüglich des Trennens des Schmelzestranges ähnlich der in der CH 415 972 Beschriebenen. Die Unterschiede liegen in konstruktiven Veränderungen des Schieberverschlusses.In principle, the solutions described in WO 02/04149 A1 and WO 02/04144 A2 are similar in their mode of action with regard to the separation of the melt strand from that in US Pat CH 415 972 Described. The differences lie in constructive changes of the slide closure.

Es hat sich gezeigt, dass insbesondere beim Gießen von Leichtmetallen die beschriebenen Schieberverschlüsse bereits nach wenigen Schließbewegungen in ihrer Funktion versagen oder erheblich gestört sind, weil Schmelzereste mit abrasiven Verunreinigungen, wie Partikel aus Metalloxiden oder Abrieb von den Elementen der Gießform, zwischen die aufeinander gleitenden Schieberplatten dringen und sich verfestigt. In der WO 02/04148 A1 wird ein Schieberverschluss beschrieben, bei dem vorstehend beschriebenes Problem dadurch behoben werden soll, dass die aufeinander gleitenden Schieberplatten durch Federelemente gegeneinander verspannt werden. Auch die Verspannung der aufeinander gleitenden Schieberplatten durch Federelemente kann aber bei längerem Betrieb das Eindringen von Metallschmelze, Metalloxid oder Abrieb von den Elementen der Gießform zwischen die Schieberplatten nicht verhindern, so dass die Schieberplatten in ihrer technischen Funktion beeinträchtigt werden.It It has been shown that especially when casting light metals described slider closures already after a few closing movements fail in their function or are significantly disturbed because Schmelzereste with abrasive contaminants, such as particles of metal oxides or Abrasion of the elements of the mold, between each other sliding slide plates penetrate and solidify. In the WO 02/04148 A1, a slider closure is described in the above described problem should be solved by the successive sliding slide plates clamped by spring elements against each other become. Also the tension of the sliding slide plates by spring elements but can penetrate during prolonged operation of molten metal, metal oxide or abrasion of the elements of the mold between the slide plates do not prevent, so that the slide plates be impaired in their technical function.

Ziel der Erfindung sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Niederdruck-Gießen in steigender Gießweise von Metallen, insbesondere Leichtmetallen, mit denen die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden.aim The invention relates to an apparatus and a method for low pressure casting in increasing casting of Metals, in particular light metals, with which the disadvantages of Prior art can be avoided.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß mit einer die Merkmale des 1. Patentanspruches aufweisenden Vorrichtung sowie einem die Merkmale des 8. Patentanspruches aufweisendem Verfahren erreicht. In den Patentansprüchen 2 bis 7 sind vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, in den Patentansprüchen 9 bis 13 des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.This object is achieved according to the invention with a device having the features of the first claim and a method having the features of the eighth claim. In the patent claims 2 to 7 advantageous embodiments of the device according to the invention, are described in the claims 9 to 13 of the method according to the invention.

Im Wesentlichen erfolgt erfindungsgemäß eine Trennung des Schmelzestranges nach Füllung der Gießform mit Schmelze zwischen dem in den Schmelzebehälter ragenden Steigrohr und der Gießform, indem die Schmelze zwischen der Austrittsöffnung des Steigrohres und dem Einguss der Gießform in einem Durchflusskanal durch ein Zwischenelement geleitet wird, der Durchflusskanal zunächst einen aufsteigenden, danach einen absteigenden und schließlich zum Einguss der Gießform hin einen weiteren aufsteigenden Bereich aufweist und nach Füllung der Gießform mit Schmelze zwischen dem ersten aufsteigenden und dem absteigenden Bereich Gas mit einem solchen Druck in den Durchflusskanal eingepresst wird, dass die Schmelze aus dem ersten aufsteigenden Bereich sowie dem Übergangsbereich vom ersten aufsteigenden zum absteigenden Bereich zurück in den Schmelzebehälter gedrängt wird. Danach wird die zur Austrittsöffnung des Steigrohres weisende, von Schmelze freie Eintrittsöffnung des Durchflusskanales verschlossen und Gießform und Zwischenelement können vom Schmelzebehälter entfernt werden. Bis zur Erstarrung der Schmelze in der Gießform bleibt das in den Durchflusskanal eingeleitetet Gas druckbeaufschlagt, so dass zum einen kein Rückfluss von Schmelze in den ersten aufsteigenden Bereich des Durchflusskanales erfolgt und zum anderen die notwendige Nachspeisung während der Erstarrung der Schmelze in der Gießform gewährleistet ist. Der besondere Vorteil der Erfindung liegt darin, dass eine Trennung des Schmelzestranges ohne mechanisch bewegte, mit der Schmelze in Berührung kommende Teile erfolgt, wodurch die Probleme des Standes der Technik, die durch das Eindringen von Schmelze, Metalloxidpartikeln und/oder Abrieb von Elementen der Gießform zwischen mechanisch bewegten Teilen hervorgerufen werden, vermieden werden.in the Essentially, according to the invention, a separation of the melt strand takes place after filling the mold with melt between the protruding into the melt container riser and the mold, by the melt between the outlet opening of the riser and the sprue of the mold in a flow channel is passed through an intermediate element, the Flow channel first an ascending, then a descending and finally the Cast of the mold has a further ascending area and after filling the mold with melt between the first rising and the falling Gas area pressed with such pressure in the flow channel Will that melt from the first ascending area as well the transition area from first ascending to the descending area back into the melt container packed becomes. Thereafter, the pointing to the outlet opening of the riser, melt-free inlet opening the flow channel closed and mold and intermediate element can from the Melting tank removed become. Until the solidification of the melt remains in the mold the pressurized gas introduced into the flow channel, so that, on the one hand, no reflux from melt into the first rising region of the flow channel takes place and on the other the necessary Nachspeisung during the Solidification of the melt is ensured in the mold. The special Advantage of the invention is that a separation of the melt strand without mechanically moving parts in contact with the melt, eliminating the problems of the prior art caused by intrusion of melt, metal oxide particles and / or abrasion of elements the mold be caused between mechanically moving parts, avoided become.

Die Erfindung, zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sowie deren besondere Vorteile sollen im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles weiter beschrieben werden.The Invention, expedient embodiments The invention and its particular advantages are intended below based on an embodiment will be described further.

Die zugehörigen Zeichnungen veranschaulichen zwei mögliche Ausführungen der Erfindung. Dabei zeigenThe associated Drawings illustrate two possible embodiments of the invention. there demonstrate

1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem als s-förmig gebogenes Rohr ausgeführten Zwischenelement und 1 an inventive device with an S-shaped bent tube designed as intermediate element and

2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem kompakt aufgebauten Zwischenelement. 2 a device according to the invention with a compactly constructed intermediate element.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung, die einen Schmelzebehälter 1 mit einem in die Schmelze 2 ragenden Steigrohr 3 und einen Gaseinlass 4 zur Druckbeaufschlagung der Schmelze 2 mit dem Gießdruck, ein an die Austrittsöffnung 5 des Steigrohres 3 angeschlossenen von einem s-förmig geformten Rohr gebildeten Durchflusskanal 6, an dessen nach oben weisende Austrittsöffnung ein nach unten weisender Einguss 7 einer Gießform 8 angeschlossen ist, aufweist. Der Durchflusskanal 6 weist in Strömungsrichtung 9 der Schmelze 2 nach dem Steigrohr 3 zunächst einen senkrecht aufsteigenden Bereich, an den sich nach einem 180° Bogen ein senkrecht abfallender Bereich und schließlich wiederum nach einem 180° Bogen ein weiterer senkrecht aufsteigender Bereich anschließt. Am höchsten Punkt des ersten 180° Bogens, durch den der erste senkrecht aufsteigende Bereich in den senkrecht abfallenden Bereich übergeleitet wird, ist eine Öffnung 10 zur Einleitung eines Gases vorgesehen, an die sich ein Gassammelbehälter 11 anschließt. An der der Austrittsöffnung 5 des Steigrohres 3 zugewandten Öffnung des Durchflusskanales 6 befindet sich eine von zwei gegeneinander verschiebbaren ebenen Elementen 12 und 13 gebildete Verschlusseinrichtung 14. Das Element 12 kann dabei als Gießtisch ausgeführt sein. Um den Durchflusskanal 6 ist eine Heizeinrichtung 15 angeordnet. Das Volumen des abfallenden Bereiches des Durchflusskanales 6 ist so bemessen, dass dieser Bereich mindestens die für die Nachspeisung benötigte Menge an Schmelze 2 aufnehmen kann. 1 shows a device according to the invention, the melt container 1 with one in the melt 2 protruding riser 3 and a gas inlet 4 for pressurizing the melt 2 with the casting pressure, one to the outlet 5 of the riser 3 connected flow channel formed by a s-shaped tube 6 , at the upwardly facing outlet opening, a downwardly facing sprue 7 a mold 8th is connected has. The flow channel 6 points in the direction of flow 9 the melt 2 after the riser 3 first a vertically ascending region, followed by a vertical sloping region after a 180 ° arc, and finally, after a 180 ° arc, another vertically ascending region follows. At the highest point of the first 180 ° arc, through which the first vertically ascending region is transferred into the vertical sloping region, there is an opening 10 provided for the introduction of a gas to which a gas collection container 11 followed. At the outlet 5 of the riser 3 facing opening of the flow channel 6 is one of two mutually displaceable planar elements 12 and 13 formed closure device 14 , The element 12 can be designed as a casting table. To the flow channel 6 is a heating device 15 arranged. The volume of the sloping portion of the flow channel 6 is dimensioned so that this range at least the amount of melt required for the make-up 2 can record.

Die erfindungegemäße Vorrichtung kann grundsätzlich in drei Hauptbaugruppen unterteilt werden. Dies sind zum einen die aus Schmelzebehälter 1 und Steigrohr 3 bestehende Schmelzeversorgungseinrichtung 16, das den Durchflusskanal 6 mit zugehörigen Elementen bildende Zwischenelement 17 und die einen nach unten weisenden Einguss 7 aufweisende Gießform 8.The erfindungegemäße device can basically be divided into three main modules. These are on the one hand from melt container 1 and riser 3 existing melt supply device 16 that the flow channel 6 with intermediate elements forming intermediate elements 17 and the one down facing sprue 7 having casting mold 8th ,

Die Vorrichtung zum Niederdruck-Gießen wird erfindungsgemäß so betrieben, dass zunächst nach dem Anschluss des Durchflusskanales 6 an die Austrittsöffnung 5 des Steigrohres 3 und dem Anschluss des Eingusses 7 der Gießform 8 an die Austrittsöffnung des Durchflusskanales 6 durch Beaufschlagung der Schmelze 2 mit dem Gießdruck in bekannter Weise diese durch das Steigrohr 3 und den Durchflusskanal 6 in die Gießform 8 strömt. Nach der Füllung des Formhohlraumes der Gießform 8 mit Schmelze 2 wird durch die Öffnung 10 im ersten 180° Bogen Gas, bevorzugt ein Schutzgas, mit einem solchen Überdruck in den Durchflusskanal 6 eingepresst, dass die im ersten 180° Bogen sowie im ersten aufsteigenden Bereich des Durchflusskanales 6 befindliche Schmelze 2 entgegen der Wirkung des Gießdruckes in den Schmelzebehälter 1 zurückgedrückt wird. Der Überdruck des eingepressten Gases sollte dabei zwischen 5 und 40 % über dem Gießdruck liegen. Bei für das Niederdruck-Gießen üblichen Gießdrücken zwischen 20 und 90 kPa ergeben sich Überdrücke für das einzupressende Gas von 21 bis 126 kPa.The device for low-pressure casting is operated according to the invention so that first after the connection of the flow channel 6 to the outlet opening 5 of the riser 3 and the connection of the sprue 7 the mold 8th to the outlet opening of the flow channel 6 by applying the melt 2 with the casting pressure in a known manner through the riser 3 and the flow channel 6 in the mold 8th flows. After filling the mold cavity of the mold 8th with melt 2 gets through the opening 10 in the first 180 ° arc gas, preferably a protective gas, with such an overpressure in the flow channel 6 pressed in that the first 180 ° arc as well as in the first rising portion of the flow channel 6 located melt 2 contrary to the effect of Casting pressure in the melt container 1 is pushed back. The overpressure of the injected gas should be between 5 and 40% above the casting pressure. In casting pressures of between 20 and 90 kPa, which are customary for low-pressure casting, excess pressures for the gas to be injected are from 21 to 126 kPa.

Nachdem die Schmelze 2 in den Schmelzebehälter 1 zurückgedrückt wurde und die Austrittsöffnung des Steigrohres 3 schmelzefrei ist, 1 veranschaulicht diesen Zustand, wird durch Verschieben der Elemente 12 und 13 gegeneinander die Eintrittsöffnung des Durchflusskanales verschlossen. Dies kann so geschehen, dass das um die Eintrittsöffnung des Durchflusskanales 6 fest angeordnete Element 13 zusammen mit dem Zwischenelement 17 und der Gießform 8 auf dem ebenen Element 12, ggf. einem Gießtisch, gleitend verschoben wird, wie durch Pfeil 18 angedeutet. Dadurch wird zum einen die Eintrittsöffnung des Durchflusskanales 6 verschlossen und zum anderen die Austrittsöffnung 5 des Steigrohres 3 freigegeben, so dass ein weiteres Zwischenelement 17 mit einer neuen Gießform 8 an die Austrittsöffnung 5 angeschlossen werden kann. In der technologischen Praxis ist hier beispielsweise ein Verschieben der Zwischenelemente 17 mit angeschlossener Gießform 8 entlang einer Kreisbahn denkbar. Technologisch könnte die Gießvorrichtung dann im Karussellbetrieb arbeiten. Selbstverständlich kann nach dem Verschließen der Eintrittsöffnung des Durchflusskanales 6 das Zwischenelement 17 mit der angeschlossenen Gießform 8 auch in jeder anderen denkbaren Weise von der Austrittsöffnung 5 des Steigrohres 3 wegbewegt werden. 2 zeigt dazu eine Variante, bei der zwischen dem auf dem als Gießtisch ausgeführten Element 12 aufliegenden Element 13 und der Eintrittsöffnung des Durchflusskanales 6 ein Verschiebeelement 21 angeordnet ist, so dass durch dessen Verschiebung die Eintrittsöffnung des Durchflusskanales 6 verschlossen werden kann. Das Zwischenelement 17 mit der angeschlossenen Gießform 8 kann bei dieser Variante in jeder beliebigen Richtung von der Schmelzeversorgungseinrichtung 16 wegbewegt werden.After the melt 2 in the melt container 1 was pushed back and the outlet opening of the riser 3 is melt-free, 1 illustrates this state, by moving the elements 12 and 13 closed against each other, the inlet opening of the flow channel. This can be done so that around the inlet opening of the flow channel 6 firmly arranged element 13 together with the intermediate element 17 and the mold 8th on the level element 12 , possibly a casting table, is slid as shown by arrow 18 indicated. As a result, on the one hand, the inlet opening of the flow channel 6 closed and on the other hand, the outlet opening 5 of the riser 3 released, leaving another intermediate element 17 with a new mold 8th to the outlet opening 5 can be connected. In technological practice, for example, a displacement of the intermediate elements 17 with attached mold 8th conceivable along a circular path. Technologically, the casting device could then work in carousel operation. Of course, after closing the inlet opening of the flow channel 6 the intermediate element 17 with the connected mold 8th in any other possible way from the outlet 5 of the riser 3 be moved away. 2 shows a variant in which between the executed on the casting table element 12 resting element 13 and the inlet opening of the flow channel 6 a sliding element 21 is arranged, so that by the displacement of the inlet opening of the flow channel 6 can be closed. The intermediate element 17 with the connected mold 8th can in this variant in any direction from the melt supply device 16 be moved away.

Es ist sogar denkbar, dass das Steigrohr 3 selbst fest am Zwischenelement 17 angeordnet ist und bei der Wegbewegung des Zwischenelementes 17 mit der gefüllten Gießform 8 das Steigrohr 3 aus dem Schmelzebehälter 1 gezogen wird. Jedes neu an den Schmelzebehälter 1 anzuschließende Zwischenelement 17 müsste dann allerdings über ein in den Schmelzebehälter 1 einzuführendes Steigrohr 3 verfügen.It is even conceivable that the riser 3 even firmly on the intermediate element 17 is arranged and during the movement of the intermediate element 17 with the filled mold 8th the riser 3 from the melt container 1 is pulled. Each new to the melt container 1 to be connected intermediate element 17 would then have to but one in the melt container 1 to be introduced riser 3 feature.

Nach dem Verschließen der Eintrittsöffnung des Durchflusskanales 6 und der Wegbewegung des Zwischenelementes 17 mit der angeschlossenen und mit noch flüssiger Schmelze 2 gefüllten Gießform 8 verbleibt das durch die Öffnung 10 in den Durchflusskanal 6 eingepresste Gas unter Überdruck, bis die Schmelze 2 in der Gießform 8 hinreichend erstarrt ist. Während dieser Phase wird der Überdruck so bemessen, dass eine technologisch zweckmäßige Nachspeisung der in der Gießform 8 erstarrenden Schmelze 2 gewährleistet ist. Ggf. kann dazu eine Erhöhung des Überdruckes bis auf das Zweifache des Gießdruckes sinnvoll sein. Die im Durchflusskanal 6 befindliche Schmelze 2 wird dabei durch Nachheizung flüssig gehalten. Nach Erstarren der Schmelze 2 in der Gießform 8 wird diese vom Zwischenelement 17 entfernt. Dies sollte zweckmäßigerweise zu einem Zeitpunkt erfolgen, zu dem die Schmelze 2 im Durchflusskanal 6 noch flüssig oder zumindest noch leicht plastisch verformbar ist, um beim Entfernen der Gießform 8 den vom Einguss 7 der Gießform 8 in den Durchflusskanal 6 ragenden Schmelzestrang leicht zu trennen.After closing the inlet opening of the flow channel 6 and the movement of the intermediate element 17 with the connected and with still liquid melt 2 filled mold 8th this remains through the opening 10 in the flow channel 6 Pressed gas under pressure until the melt 2 in the mold 8th is sufficiently solidified. During this phase, the overpressure is measured so that a technologically appropriate make-up of the in the casting mold 8th solidifying melt 2 is guaranteed. Possibly. may be useful to increase the overpressure up to twice the casting pressure. The in the flow channel 6 located melt 2 is kept liquid by reheating. After solidification of the melt 2 in the mold 8th this is the intermediate element 17 away. This should be done conveniently at a time when the melt 2 in the flow channel 6 still liquid or at least slightly plastically deformable in order to remove the mold 8th the one from the sprue 7 the mold 8th in the flow channel 6 easily separating the projecting melt strand.

Es kann zweckmäßig sein, oberhalb der Austrittsöffnung des Steigrohres eine Einrichtung 18 zum Einblasen eines Schutzgases in das geöffnete Steigrohr 3 vorzusehen, um zu verhindern, dass die Schmelzeoberfläche im Schmelzebehälter 1 mit Umgebungsluft in Berührung kommt. Eine entsprechende Einrichtung ist in 2 schematisch dargestellt. Es kann weiterhin zweckmäßig sein, die Schmelze 2 im Bereich der zum Einguss 7 der Gießform 8 weisenden Austrittsöffnung des Durchflusskanales 6 nach der Füllung der Gießform 8 mit Schmelze 2 zu kühlen, um so gezielt eine Erstarrung der Schmelze 2 in diesem Bereich herbeizuführen. In 2 ist eine entsprechende Kühleinrichtung 20 schematisch dargestellt.It may be expedient, above the outlet opening of the riser, a device 18 for blowing a protective gas into the open riser 3 provide to prevent the melt surface in the melt container 1 comes into contact with ambient air. An appropriate facility is in 2 shown schematically. It may also be appropriate, the melt 2 in the area of the sprue 7 the mold 8th pointing outlet opening of the flow channel 6 after filling the mold 8th with melt 2 to cool, so specifically a solidification of the melt 2 in this area. In 2 is a corresponding cooling device 20 shown schematically.

Durch die Erfindung wird eine deutliche Reduzierung der Taktzeiten beim Niederdruck-Gießen erreicht, da zügig nach der Füllung der Gießform 8 mit Schmelze 2 die Schmelzeversorgungseinrichtung 16 für einen weiteren Guss zur Verfügung gestellt werden kann, während die Abkühlung und Erstarrung der Schmelze 2 in der Gießform 8 getrennt von der Schmelzeversorgungseinrichtung erfolgt. Die dazu notwendige Trennung des Schmelzestromes erfolgt, ohne dass mechanisch zu bewegende Bauteile mit der Schmelze in Berührung kommen bzw. während des Trennvorganges mit Schmelze in Kontakt stehen.The invention achieves a significant reduction in the cycle times during low-pressure casting, since it is rapid after the filling of the casting mold 8th with melt 2 the melt supply device 16 can be provided for another casting, while the cooling and solidification of the melt 2 in the mold 8th takes place separately from the melt supply device. The necessary separation of the melt stream is carried out without mechanically moving components come into contact with the melt or are in contact during the separation process with melt.

Claims

Apparatus for low-pressure casting in increasing casting of metals, in particular light metals, in which between the outlet opening ( 5 ) one into a closed melt container ( 1 ) Rising riser ( 3 ) and the down-facing sprue ( 7 ) of a casting mold ( 8th ) an intermediate element ( 17 ) with a the outlet opening ( 5 ) of the riser ( 3 ) with the sprue ( 7 ) the casting shape ( 8th ) pressure-tight connecting flow channel ( 6 ) for conducting the melt ( 2 ), the flow channel ( 6 ) starting from the to the outlet ( 5 ) of the riser ( 3 ), a first ascending region, a descending region and a further ascending region, which are connected in one to the sprue ( 7 ) of the casting mold ( 8th ), wherein between the first rising region and the descending region of the flow channel ( 6 ) an opening ( 10 ) is arranged for introducing a gas which is connected to a device for the predetermined pressure increase of a gas, between the outlet opening ( 5 ) of the riser ( 3 ) and the inlet opening of the intermediate element ( 17 ) a closure device ( 14 ) is arranged and the connection of the closure device ( 14 ) to the outlet opening ( 5 ) of the riser ( 3 ) are designed to be easily detachable.

Apparatus according to claim 1, wherein the descending and the further ascending portion of the flow channel ( 6 ) for conducting the melt ( 2 ) through the intermediate element ( 17 ) are heatable.

Apparatus according to claim 1 or 1 and 2, wherein the descending portion of the flow channel ( 6 ) for conducting the melt ( 2 ) through the intermediate element ( 17 ) is dimensioned in terms of its volume so that it at least the amount of melt required for the make-up ( 2 ).

Device according to one of the preceding claims, wherein the outlet opening ( 5 ) of the riser ( 3 ) in a plane casting table ( 12 ), the inlet opening of the flow channel ( 6 ) of the intermediate element ( 17 ) against this casting table ( 12 ), casting table ( 12 ) and intermediate element ( 17 ) are slidable against each other and thereby as a closure device ( 14 ) Act.

Apparatus according to claim 4, wherein between the casting table 12 and the intermediate element ( 17 ) a sliding element having at least one passage opening ( 21 ) is arranged and by moving the displacement element ( 21 ) the connection between the riser ( 3 ) and the flow channel ( 6 ) can be opened or closed.

Device according to claim 4 or 5, wherein at least one sliding surface of the elements sliding on one another during displacement ( 12 . 13 or 21 ) consists of a Ca-silicate or a glass-ceramic material or is coated with such.

Device according to one of the preceding claims, wherein at the upper end of the further ascending region of the flow channel ( 6 ) in the intermediate element ( 17 ) a cooling device ( 20 ) is arranged.

Process for the low-pressure casting in increasing casting of metals, in particular light metals, by placing in a melt container ( 1 ) melt ( 2 ) by controlled overpressure (pouring pressure) through a melt ( 2 ) submerged riser ( 3 ) as well as to the riser ( 3 ) subsequent intermediate element ( 17 ) and within this by a flow channel ( 6 ) with a first ascending, a descending and a further ascending region pressure-tight in a to the outlet opening of the intermediate element ( 17 ) connected mold ( 8th ) is increased and after filling the mold ( 8th ) with melt ( 2 ) by a between the first rising portion and the descending portion of the flow channel ( 6 ) opening ( 10 ) Gas with such an overpressure in the flow channel ( 6 ) is introduced, that contrary to the effect of the casting pressure, the melt ( 2 ) from the first ascending region of the flow channel ( 6 ) in the melt container ( 1 ) is pushed back, then the inlet opening of the flow channel ( 6 ) of the intermediate element ( 17 ) is closed, the casting pressure is lowered and the intermediate element ( 17 ) with the casting mold ( 8th ) from the exit opening ( 5 ) of the riser ( 3 ) is moved away, so that another intermediate element ( 17 ) with new casting mold ( 8th ) for filling at the outlet opening ( 5 ) of the riser ( 3 ), which are filled to the intermediate element ( 17 ) connected mold ( 8th ) to the intermediate element ( 17 ) remains connected until the melt ( 2 ) in the mold ( 8th ) is solidified, during which time the between the first ascending region and the descending region of the passage channel ( 6 ) is pressurized in this introduced gas and immediately after the solidification of the melt ( 2 ) in the mold ( 8th ) terminates the pressurization of the gas and the intermediate element ( 17 ) of the casting mold ( 8th ) is removed so that the intermediate element ( 17 ) is available for re-casting.

The method of claim 8, wherein as pressurized Gas a protective gas is used.

A method according to claim 8 or 9, wherein the gas with such an overpressure in the opening between the first ascending and the descending region (Fig. 10 ) is introduced, that on the one hand counter to the effect of the casting pressure, the melt ( 2 ) rapidly from the first ascending region of the flow channel ( 6 ) in the melt container ( 1 ) is pushed back and on the other hand, an optimal Nachspeisung takes place.

A method according to claim 10, wherein the gas is first injected at 1.05 to 1.4 times the pouring pressure into the orifice located between the first ascending and descending regions (10). 10 ), after the melt has been forced back ( 2 ) from the first ascending region of the flow channel ( 6 ) and the closing of the inlet opening of the flow channel ( 6 ) the overpressure of the gas introduced between the first rising region and the descending region is increased up to twice the pouring pressure.

Method according to one of claims 8 to 11, wherein in the intermediate element ( 17 ) melt after removal of the intermediate element ( 17 ) with the casting mold ( 8th ) from the melt supply device ( 16 ) is heated.

Method according to one of claims 8 to 12, wherein the at the outlet opening of the intermediate element ( 17 ) melt ( 2 ) after the removal of the intermediate element ( 17 ) with the casting mold ( 8th ) from the melt supply device ( 16 ) is cooled.