DE102009057184A1

DE102009057184A1 - Gießlöffel für Flüssigmetall

Info

Publication number: DE102009057184A1
Application number: DE200910057184
Authority: DE
Inventors: Philip Graham Hook Norton Enright; Christof Dr. Gruen; Stefan Schormann; Geoffrey Arthur Leominster Lovis
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2009-12-05
Filing date: 2009-12-05
Publication date: 2011-06-09

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gießlöffel (1) für Flüssigmetall (6'), insbesondere für Aluminium. Erfindungswesentlich ist dabei, der Gießlöffel (1) eine integrierte Filtereinrichtung (2) aufweist, die so angeordnet ist, dass zumindest ein Befüllen des Gießlöffels (1) über die Filtereinrichtung (2) erfolgt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gießlöffel für Flüssigmetall, insbesondere für Aluminium, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Vergießen von Flüssigmetall mittels eines derartigen Gießlöffels.
Aus der DE 90 14 187 U1 ist ein gattungsgemäßer Gießlöffel bekannt, welcher hitzebeständig ausgebildet ist und mit welchem Flüssigmetall, insbesondere Aluminium, vergossen werden kann. Der Gießlöffel taucht dabei zur Aufnahme des Flüssigmetalls in einen im flüssigen Metall schwimmenden Behälter ein, der bodenseitig ein Filter 4 aufweist, so dass sich innerhalb des Behälters üblicherweise lediglich gefiltertes Flüssigmetall befindet. Das Filtern des Flüssigmetalls ist dabei insbesondere zur Reduzierung qualitätsmindernder Einschlüsse beim später zu gießenden Werkstück erforderlich.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Gießlöffel für Flüssigmetall der gattungsgemäßen Art, eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, mittels welcher ein Gießvorgang vereinfacht und die Qualität eines herzustellenden Gusswerkstücks gesteigert werden können.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, einen an sich bekannten Gießlöffel für Flüssigmetall mit einer integrierter Filtereinrichtung auszustatten, die derart im Bereich des Gießlöffels angeordnet ist, dass zumindest ein Befüllen des Gießlöffels ausschließlich über die Filtereinrichtung erfolgen kann. Hierzu ist die Filtereinrichtung beispielsweise so an einer Wand des Gießlöffels angeordnet, dass sie beim Eintauchen in das Flüssigmetall an einem Tiefpunkt des Gießlöffels liegt, so dass sich dieser durch die Filtereinrichtung langsam mit gefiltertem flüssigem Metall füllt. Mit dem erfindungsgemäßen Gießlöffel kann dabei das Vergießen von Flüssigmetall deutlich vereinfacht werden, da keine separaten Behälter mit Filtereinrichtung, die beispielsweise in dem Flüssigmetall schwimmend, mehr erforderlich sind. Die Filtereinrichtung weist dabei zumindest ein austauschbares Filterelement auf, so dass nach einer vorgegebenen Anzahl an Gießvorgängen die Filtereinrichtung bzw. deren Filterelemente leicht ausgetauscht werden können. Hierzu kann das wenigstens eine Filterelement beispielsweise austauschbar fest in einem Schiebesitz in einer Wand des Gießlöffels angeordnet werden, wobei zu einem Austausch des wenigstens einen Filterelementes dieses lediglich aus dem Schiebesitz herausgezogen und ein neues Filterelement eingeschoben werden muss. Bei Versuchen mit dem erfindungsgemäßen Gießlöffel für Flüssigmetall hat sich gezeigt, dass bisher unvermeidbare Einschlüsse am fertigen Gusswerkstück um ca. 43% reduziert werden können. Erreicht werden kann dies zusätzlich dadurch dass eine Porengröße des Filterelementes von ca. 2,4 mm auf ca. 1,6 mm reduziert wurde.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Die einzige 1 zeigt unterschiedlichste Schritte zum Vergießen von Flüssigmetall mit einem erfindungsgemäßen Gießlöffel.
Entsprechend der 1, weist ein erfindungsgemäßer Gießlöffel 1 für Flüssigmetall 6, insbesondere für Aluminium, eine integrierte Filtereinrichtung 2 auf, die derart angeordnet ist, dass zumindest ein Befüllen des Gießlöffels 1 über die Filtereinrichtung 2 erfolgen kann (vgl. 1d). Die Filtereinrichtung 2 weist dabei zumindest ein Filterelement 3 auf, welches beispielsweise aus Keramik ausgebildet ist und/oder eine Porengröße von ca. 1,6 mm aufweist. Die Filtereinrichtung 2 ist erfindungsgemäß in eine Wand 4 des Gießlöffels 1 integriert und hierbei insbesondere austauschbar fest in einem Schiebesitz 5 in der Wand 4 des Gießlöffels 1 angeordnet. Ein Austauschen des zumindest einen Filterelementes 3 ist somit vergleichsweise einfach möglich.
Im Folgenden wird nun ein Verfahren zum Vergießen des Flüssigmetalls 6 anhand einzelner Verfahrensschritte a.) bis j.) erläutert:
Zunächst wird im Verfahrensschritt a.) und b.) der Gießlöffel 1 um eine Achse 7 derart verdreht, dass die Filtereinrichtung 2 an einem Tiefpunkt des Gießlöffels 1, das heißt insbesondere bodenseitig angeordnet ist, wie dies im Verfahrensschritt c.) dargestellt ist. Im Verfahrensschritt d.) wird der Gießlöffel 1 in die Metallschmelze 6, das heißt in das Flüssigmetall 6 eingetaucht, wobei das flüssige Metall über die Filtereinrichtung 2 in ein Inneres des Gießlöffels 1 läuft und dadurch gefiltert wird. Innerhalb des Gießlöffels befindet sich somit ausschließlich gefiltertes Flüssigmetall 6'.
Im Verfahrensschritt e.) wird der Gießlöffel 1 aus dem Flüssigmetall 6 herausgehoben, wobei ein Teil des im Gießlöffel 1 befindlichen Flüssigmetalls 6' über die Filtereinrichtung 2 ausläuft und diese dadurch rückspült bzw. reinigt. Im Verfahrensschritt f.) wird der Gießlöffel 1 um seine Achse 7 entgegengesetzt verdreht und zwar soweit, bis ein Pegel 8 des Flüssigmetalls 6' unterhalb der Filtereinrichtung 2 liegt, so dass nunmehr das Flüssigmetall 6' im Gießlöffel 1 zu einer Gießform 9 verfahren werden kann. Nach Erreichen der Gießform 9 wird der Gießlöffel 1 um die Achse 7 weitergedreht, so dass das gefilterte Flüssigmetall 6' aus diesem in die Gießform 9 laufen kann, was im Verfahrensschritt i.) dargestellt ist. Selbstverständlich ist dabei auch denkbar, dass der Gießlöffel 1 um die Achse 7 in anderer Richtung verdreht wird, so dass das gefilterte Flüssigmetall 6' über die Filtereinrichtung 2 in die Gießform 9 laufen kann.
Generell kann die Filtereinrichtung 2 im Schiebesitz 5 beispielsweise mittels einer nicht näher bezeichneter Dichtung aus Graphit abgedichtet sein, wobei der Gießlöffel 1 generell ein beschleunigtes Vergießen des Flüssigmetalls 6' bei gleichzeitig hochwertigen Ergebnissen ermöglicht. Für die Durchführung des Vergießens von Flüssigmetall 6' mittels des erfindungsgemäßen Gießlöffels 1, wie dies gemäß den 1a.) bis 1j.) dargestellt ist, wird üblicherweise eine Zeit von ca. 20 sek. benötigt, wobei der Gießlöffel 1 zumindest 35 kg Flüssigmetall 6' aufnehmen kann. Ein Entleeren des Gießlöffels 1 kann dabei sowohl über die Filtereinrichtung 2 als auch über einen gegenüberliegenden Rand erfolgen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 9014187 U1 [0002]

Claims

Gießlöffel (1) für Flüssigmetall (6'), insbesondere für Aluminium, dadurch gekennzeichnet, dass der Gießlöffel (1) eine integrierte Filtereinrichtung (2) aufweist, die so angeordnet ist, dass zumindest ein Befüllen des Gießlöffels (1) über die Filtereinrichtung (2) erfolgt.
Gießlöffel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die Filtereinrichtung (2) zumindest ein Keramik aufweisendes Filterelement (3) besitzt, und/oder – die Filtereinrichtung (2) ein Filterelement (3) mit ca. 1,6 mm Porengröße aufweist.
Gießlöffel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung (2) in eine Wand (4) des Gießlöffels (1) integriert ist.
Gießlöffel nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (3) austauschbar fest in einem Schiebesitz (5) in einer Wand (4) des Gießlöffels (1) angeordnet ist.
Verfahren zum Vergießen von Flüssigmetall (6') mittels eines Gießlöffels (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem – der Gießlöffel (1) um eine Achse (7) so verdreht wird, dass die Filtereinrichtung (2) bodenseitig angeordnet ist, – der Gießlöffel (1) in eine Metallschmelze aus Flüssigmetall (6) eingetaucht wird, wobei das flüssige Metall über die Filtereinrichtung (2) in ein Inneres des Gießlöffels (1) läuft und dabei gefiltert wird, – der Gießlöffel (1) aus dem Flüssigmetall (6) gehoben wird und dabei ein Teil des im Gießlöffel (1) befindlichen Flüssigmetalls (6') die Filtereinrichtung (2) rückspült, – der Gießlöffel (1) um die Achse (7) entgegengesetzt so verdreht wird, dass ein Pegel (8) des Flüssigmetalls (6') unterhalb der Filtereinrichtung (2) liegt, – der Gießlöffel (1) zu einer Gießform (9) verfahren wird, – der Gießlöffel (1) um die Achse (7) so verdreht wird, dass das Flüssigmetall (6') in die Gießform (9) läuft.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gießlöffel (1) um die Achse (7) so verdreht wird, dass das Flüssigmetall (6') über die Filtereinrichtung (2) in die Gießform (9) läuft.