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TECHNISCHES GEBIET
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Das Gebiet, auf das sich die Offenbarung allgemein bezieht, enthält Gießangusssysteme.
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HINTERGRUND
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Das Gießen von Schmelze in schmale Kavitäten stellt vor Herausforderungen.
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ZUSAMMENFASSUNG AUSGEWÄHLTER VERANSCHAULICHENDER VARIANTEN
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Eine Anzahl von Varianten können ein Produkt enthalten, das wenigstens einen Gießformabschnitt, der eine erste Kavität, ein kreisförmiges Angusssystem und wenigstens ein Eingussrohr definiert, enthalten kann, wobei das kreisförmige Angusssystem die erste Kavität umgibt und von dem kreisförmigen Angusssystem zu der ersten Kavität einen ununterbrochenen Gießtrichter definiert und wobei das wenigstens eine Eingussrohr und die wenigstens eine Entlüftungsöffnung mit dem kreisförmigen Angusssystem und mit der ersten Kavität in Fluidverbindung stehen.
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Eine Anzahl von Varianten können ein Verfahren enthalten, das das Bereitstellen wenigstens eines Gießformabschnitts, der eine erste Kavität, ein kreisförmiges Angusssystem, wenigstens ein Eingussrohr und wenigstens eine Entlüftungsöffnung definiert, enthalten kann, wobei das kreisförmige Angusssystem die erste Kavität umgibt und von dem kreisförmigen Anguss zu der ersten Kavität einen ununterbrochenen Gießtrichter definiert und wobei das wenigstens eine Eingussrohr und wenigstens eine Entlüftungsöffnung mit dem kreisförmigen Angusssystem und mit der ersten Kavität in Fluidverbindung stehen. Ferner kann das Verfahren den Schritt des Flüssigpressens eines Teils durch Strömenlassen einer Schmelze durch das wenigstens eine Eingussrohr, durch das kreisförmige Angusssystem und in die erste Kavität und das Erstarren der Schmelze, um das Teil zu bilden, enthalten.
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Eine Anzahl von Varianten können ein Verfahren enthalten, das die Schritte des Bereitstellens wenigstens eines Gießformabschnitts, der eine erste Kavität, ein kreisförmiges Angusssystem, wenigstens ein Eingussrohr und wenigstens eine Entlüftungsöffnung definiert, enthalten kann, wobei das kreisförmige Angusssystem die erste Kavität umgibt und von dem kreisförmigen Anguss zu der ersten Kavität einen ununterbrochenen Gießtrichter definiert und wobei wenigstens ein Eingussrohr und wenigstens eine Entlüftungsöffnung mit dem kreisförmigen Angusssystem und mit der ersten Kavität in Fluidverbindung stehen können. Die erste Kavität kann mehrere Lamellenkavitäten enthalten, die zwischen einer ersten Deckringkavität und einer zweiten Deckringkavität in Fluidverbindung mit dem kreisförmigen Angusssystem angeordnet sind. Ferner kann das Verfahren das Bereitstellen eines zweiten Gießformabschnitts, der ferner die erste Kavität, das kreisförmige Angusssystem, das wenigstens eine Eingussrohr und die wenigstens eine Entlüftungsöffnung definieren kann, enthalten. Ferner kann das Verfahren das Aneinanderstoßenlassen des wenigstens einen Gießformabschnitts gegen den zweiten Gießformabschnitt, um die erste Kavität zu bilden, und das Flüssigpressen eines Teils durch Strömenlassen der Schmelze durch das wenigstens eine Eingussrohr, durch das kreisförmige Angusssystem und in das erste Teil enthalten. Ferner kann das Verfahren das Beaufschlagen der Schmelze mit einem Druck in einem Bereich von etwa 10.000 bis etwa 14.000 PSI, das Erstarrenlassen der Schmelze zum Bilden des Teils mit einer Porosität von etwa 0,02% und das Trennen des Teils von dem kreisförmigen Angusssystem enthalten.
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Andere veranschaulichende Varianten im Schutzumfang der Erfindung gehen aus der hier gegebenen ausführlichen Beschreibung hervor. Selbstverständlich sind die ausführliche Beschreibung und die aufgeführten Varianten, obwohl sie optionale Varianten offenbaren, nur zur Veranschaulichung bestimmt und sollen den Schutzumfang der Erfindung nicht einschränken.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Ausgewählte Beispiele für Varianten im Schutzumfang der Erfindung werden umfassender verständlich aus der ausführlichen Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen, in denen:
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1A ein Verfahren zum Gießen eines Teils unter Verwendung einer zweiteiligen Gießform in Übereinstimmung mit einer Anzahl von Varianten darstellt; und
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1B ein Verfahren zum Gießen eines Teils unter Verwendung einer zweiteiligen Gießform in Übereinstimmung mit einer Anzahl von Varianten darstellt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VERANSCHAULICHENDER VARIANTEN
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Die folgende Beschreibung der Varianten ist dem Wesen nach lediglich veranschaulichend und soll den Schutzumfang der Erfindung, ihre Anwendung oder Verwendungen in keiner Weise einschränken. Die folgende Beschreibung von Varianten ist nur veranschaulichend für Komponenten, Elemente, Tätigkeiten, Produkte und Verfahren, die als im Schutzumfang der Erfindung liegend angesehen werden, und soll den Schutzumfang durch das spezifisch Offenbarte oder nicht ausdrücklich Dargelegte in keiner Weise einschränken. Die Komponenten, Elemente, Tätigkeiten, Produkte und Verfahren, wie sie hier beschrieben sind, können anders als hier ausdrücklich beschrieben kombiniert und umgeordnet werden und werden weiterhin als im Schutzumfang der Erfindung liegend angesehen.
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Anhand von 1A und 1B kann wenigstens ein Gießformabschnitt 10 eine erste Kavität 12, ein kreisförmiges Angusssystem 14, wenigstens ein Eingussrohr 16, wenigstens eine Entlüftungsöffnung oder einen Überlauf 18 definieren. Das kreisförmige Angusssystem 14 kann einen ununterbrochenen Gießtrichter 20 definieren, der mit der ersten Kavität 12 in Fluidverbindung stehen kann. Die erste Kavität 12 kann mehrere Lamellenkavitäten 28 (Leiterstabnuten), eine erstes Deckringkavität 30 und eine zweite Deckringkavität 32 enthalten. Der ununterbrochene Gießtrichter 20 kann in Fluidverbindung mit mehreren Lamellenkavitäten 28 stehen. Ferner kann der wenigstens eine Gießformabschnitt 10 einen zweiten Gießformabschnitt 22 enthalten und kann er wenigstens einen Presskuchen 24 und eine Drossel 26 definieren.
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Der wenigstens eine Gießformabschnitt 10 kann einen zweiten Gießformabschnitt 22 enthalten, wobei der wenigstens eine Gießformabschnitt 10 und der zweite Gießformabschnitt 22 zusammen die erste Kavität 12 definieren können. Die erste Kavität 12 kann ein kreisförmiges Angusssystem 14, wenigstens ein Eingussrohr 16 und wenigstens eine Entlüftungsöffnung oder wenigstens einen Überlauf 18, einen ununterbrochenen Gießtrichter 20, wenigstens einen Presskuchen 24 und eine Drossel 26 enthalten. Ferner kann die erste Kavität 12 mehrere Lamellenkavitäten 28, eine erste Deckringkavität 30 und eine zweite Deckringkavität 32, die zusammen die Dimensionen eines zu gießenden Produkts definieren können, enthalten.
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Das kreisförmige Angusssystem 14 kann einen ununterbrochenen Gießtrichter 20 in Fluidverbindung mit den mehreren Lamellenkavitäten 28 in der Weise enthalten, dass, wenn ein Teil gegossen wird, Schmelze durch das wenigstens eine Eingussrohr 16, durch die Drossel 26, in das kreisförmige Angusssystem 14 und in den ununterbrochenen Gießtrichter 20 und darüber hinaus in die mehreren Lamellenkavitäten 28, in die Deckringe 28 und 30 und in die Entlüftungsöffnung 18 und in die Überlaufe 19 strömen kann. Auf diese Weise kann Schmelze direkt in die mehreren Lamellenkavitäten 28 strömengelassen werden, so dass die Porosität des Endprodukts verringert werden kann, Gasblasen innerhalb des Gussprodukts minimiert werden können und die Schwindung des Teils verringert werden kann. Das Endprodukt kann innerhalb des Gussprodukts verringerte Lufteinschlussgasblasen aufweisen und die Metallschwindung in dem Gussstück kann verringert sein.
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In einer Anzahl von Varianten können über einen Flüssigpressprozess hochwertige Gussteile mit minimalen Gasblasen und einer Porosität von weniger als 0,02% hergestellt werden. Die Schmelze kann mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,2 bis 5,0 m/s und unter einem Druck in einem Bereich von etwa 10.000 bis etwa 14.000 PSI durch ein Eingussrohr, ein kreisförmiges Angusssystem, das einen ununterbrochenen Gießtrichter enthält, und in die erste Kavität strömen gelassen werden. In anderen Fällen kann die Schmelze eine Aluminiumlegierung, Stahl oder eine Kupferlegierung sein. In einer Anzahl von Varianten kann das Verfahren in der Weise durchgeführt oder ausgeführt werden, dass das erstarrte Metallteil eine Porosität in einem Bereich von etwa 0,5% bis weniger als 0,02% aufweist.
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Dadurch, dass Schmelze direkt in die mehreren Lamellen strömen gelassen wird, können Teile mit mehreren Lamellen hergestellt werden. Die Teile können Läufer, Turbinen oder Teile, die dünne Grate, Lamellen, Zunder oder Schichten enthalten können, enthalten, sind darauf aber nicht beschränkt. Die Schmelze kann irgendein Metall oder irgendeine Metalllegierung sein, kann aber eine Kupfer- oder Aluminiumlegierung sein.
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In Übereinstimmung mit der Variante 1 kann ein Produkt wenigstens einen Gießformabschnitt enthalten, der eine erste Kavität, ein kreisförmiges Angusssystem und wenigstens ein erstes Eingussrohr definiert, wobei das kreisförmige Angusssystem die erste Kavität umgeben kann und von dem kreisförmigen Angusssystem zu der ersten Kavität einen ununterbrochenen Gießtrichter definieren kann und wobei das wenigstens eine Eingussrohr und die wenigstens eine Entlüftungsöffnung oder der wenigstens eine Überlauf mit dem kreisförmigen Angusssystem und mit der ersten Kavität in Fluidverbindung stehen kann.
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Die Variante 2 kann ein Produkt nach Variante 1 enthalten, wobei die erste Kavität eine Kurzschlussläuferkavität enthalten kann.
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Die Variante 3 kann ein Produkt nach Variante 1 oder 2 enthalten, wobei der wenigstens eine Gießformabschnitt einen zweiten Gießformabschnitt enthalten kann, der ferner die erste Kavität, das erste Angusssystem, das wenigstens eine Eingussrohr und die wenigstens eine Entlüftungsöffnung definieren kann.
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Die Variante 4 kann ein Produkt nach einer der Varianten 1 bis 3 enthalten, wobei der wenigstens eine Gießformabschnitt ferner wenigstens einen Presskuchen definieren kann.
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Die Variante 5 kann ein Produkt nach einer der Varianten 1 bis 4 enthalten, wobei der wenigstens eine Gießformabschnitt ferner eine Drossel in Fluidverbindung mit dem Eingussrohr und mit dem kreisförmigen Angusssystem definieren kann.
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Die Variante 6 kann ein Produkt nach einer der Varianten 1 bis 5 enthalten, wobei die erste Kavität mehrere Lamellenkavitäten enthalten kann, die zwischen einer ersten Deckringkavität und einer zweiten Deckringkavität, von denen alle mit dem kreisförmigen Angusssystem in Fluidverbindung stehen, angeordnet sind.
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Die Variante 7 kann ein Produkt nach einer der Varianten 1 bis 6 enthalten, wobei der wenigstens eine Gießformabschnitt ferner wenigstens eine Entlüftungsöffnung oder einen Überlauf mit einer allgemeinen Nierenform definieren kann.
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In Übereinstimmung mit der Variante 8 kann ein Verfahren das Bereitstellen wenigstens eines Gießformabschnitts enthalten, der eine erste Kavität, ein kreisförmiges Angusssystem, wenigstens ein Eingussrohr und wenigstens eine Entlüftungsöffnung definieren kann. Das kreisförmige Angusssystem kann die erste Kavität umgeben und von dem kreisförmigen Angusssystem zu der ersten Kavität einen ununterbrochenen Gießtrichter definieren und das wenigstens eine Eingussrohr und die wenigstens eine Entlüftungsöffnung können mit dem kreisförmigen Angusssystem und mit der ersten Kavität in Fluidverbindung stehen. Ferner kann das Verfahren das Flüssigpressen eines Teils durch Strömenlassen einer Schmelze durch das wenigstens eine Eingussrohr, durch das kreisförmige Angusssystem und in das erste Teil und das Erstarren der Schmelze, um das Teil zu bilden, enthalten.
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Die Variante 9 kann ein Verfahren nach Variante 8 enthalten und kann ferner den Schritt des Beaufschlagen der Schmelze mit einem Druck im Bereich von etwa 10.000 bis etwa 14.000 PSI vor dem Erstarren des Metalls enthalten.
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Die Variante 10 kann ein Verfahren nach einer der Varianten 8 bis 9 enthalten und kann ferner das Bereitstellen eines zweiten Gießformabschnitts, der ferner die erste Kavität, das kreisförmige Angusssystem, das wenigstens eine Eingussrohr und die wenigstens eine Entlüftungsöffnung oder den wenigstens einen Überlauf definieren kann, vor dem Flüssigpressen eines Teils durch Strömenlassen einer Schmelze durch das wenigstens eine Eingussrohr, durch das kreisförmige Angusssystem und in das erste Teil enthalten.
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Die Variante 11 kann ein Verfahren nach einer der Varianten 8 bis 10 enthalten, wobei das Teil eine Porosität im Bereich von etwa 0,5% bis etwa 0,02% aufweisen kann.
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Die Variante 12 kann ein Verfahren nach einer der Varianten 8 bis 11 enthalten, wobei die erste Kavität mehrere Lamellenkavitäten enthalten kann, die zwischen einer ersten Deckringkavität und einer zweiten Deckringkavität und in Fluidverbindung mit dem kreisförmigen Angusssystem angeordnet sind, und wobei das kreisförmige Angusssystem so konstruiert und ausgelegt sein kann, dass es ermöglicht, dass Schmelze von dem wenigstens einen Eingussrohr, durch das kreisförmige Angusssystem und in die mehreren Lamellenkavitäten, die erste Deckringkavität, die zweite Deckringkavität und die wenigstens eine Entlüftungsöffnung oder den wenigstens einen Überlauf strömt.
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Die Variante 13 kann ein Verfahren nach einer der Varianten 8 bis 12 enthalten und kann ferner das Trennen des Teils von dem erstarrten Metall in dem kreisförmigen Angusssystem, dem wenigstens einen Eingussrohr und der wenigstens einen Entlüftungsöffnung oder dem wenigstens einen Überlauf enthalten.
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Die Variante 14 kann ein Verfahren nach einer der Varianten 8 bis 13 enthalten, wobei das Teil ein Läufer mit mehreren Lamellen ist.
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Die Variante 15 kann ein Verfahren nach Variante 14 enthalten, wobei der Läufer ein Kurzschlussläufer sein kann.
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Die Variante 16 kann ein Verfahren nach einer der Varianten 8 bis 15 enthalten, wobei die Schmelze eine Aluminiumlegierung sein kann.
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Die Variante 17 kann ein Verfahren nach einer der Varianten 8 bis 16 enthalten, wobei die Schmelze kohlenstoffarmer siliciumreicher Stahl sein kann.
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Die Variante 18 kann ein Verfahren nach einer der Varianten 8 bis 17 enthalten, wobei die Schmelze eine Eisenlegierung sein kann.
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Die Variante 19 kann ein Verfahren nach einer der Varianten 8 bis 18 enthalten, wobei die Schmelze eine Kupferlegierung sein kann.
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In Übereinstimmung mit Variante 20 kann ein Verfahren das Bereitstellen wenigstens eines Gießformabschnitts enthalten, der eine erste Kavität, ein kreisförmiges Angusssystem, wenigstens ein Eingussrohr und wenigstens eine Entlüftungsöffnung definiert. Das kreisförmige Angusssystem kann die erste Kavität umgeben und von dem kreisförmigen Anguss zu der ersten Kavität einen ununterbrochenen Gießtrichter definieren, wobei das wenigstens eine Eingussrohr und die wenigstens eine Entlüftungsöffnung mit dem kreisförmigen Angusssystem und mit der ersten Kavität in Fluidverbindung steht und wobei die erste Kavität mehrere Lamellenkavitäten enthält, die zwischen einer ersten Deckringkavität und einer zweiten Deckringkavität und in Fluidverbindung mit dem kreisförmigen Angusssystem angeordnet sind, wobei es das Bereitstellen eines zweiten Gießformabschnitts, der ferner die erste Kavität, das kreisförmige Angusssystem, das wenigstens eine Eingussrohr und die wenigstens eine Entlüftungsöffnung oder den wenigstens einen Überlauf definieren kann, das Aneinanderstoßenlassen des wenigstens einen Gießformabschnitts gegen den zweiten Gießformabschnitt, um die erste Kavität zu bilden, das Flüssigpressen eines Teils durch Strömenlassen einer Schmelze durch das wenigstens eine Eingussrohr, durch das kreisförmige Angusssystem und in das erste Teil, das Beaufschlagen der Schmelze mit einem Druck in einem Bereich von etwa 10.000 bis etwa 14.000 PSI, das Erstarrenlassen der Schmelze zum Bilden des Teils mit einer Porosität in dem Bereich von etwa 0,5% bis etwa 0,02% und das Trennen des Teils von dem kreisförmigen Angusssystem enthalten kann.
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Die obige Beschreibung von Varianten der Erfindung ist dem Wesen nach lediglich veranschaulichend, so dass Varianten davon nicht als Abweichung von dem Erfindungsgedanken und Schutzumfang der in diesem Dokument offenbarten Erfindungen angesehen werden.
