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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung beruht auf und beansprucht die Priorität der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2016-044700 , eingereicht am 8. März 2016, deren gesamter Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zufuhrrohr für geschmolzenes Metall bzw. Metallschmelzezufuhrrohr zum Zuführen einer geschmolzenen Nichteisenlegierung, eine Baugruppe der Metallschmelzezufuhrrohre und ein Gusssystem für Nichteisenlegierung, das die Baugruppe beinhaltet.
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Technischer Hintergrund
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In den letzten Jahren findet ein Direktzufuhrverfahren zunehmend verbreitete Anwendung. Das Direktzufuhrverfahren speist ein geschmolzenes Metall aus einem Schmelzofen oder einem Aufbewahrungsofen ohne Verwendung einer Gusspfanne durch ein Metallschmelzezufuhrrohr in eine Gießmaschine, wie etwa eine Druckgussmaschine, ein. Das Direktzufuhrverfahren ist dahingehend vorteilhaft, dass das geschmolzene Metall kaum Luft ausgesetzt wird und die Temperatur des geschmolzenen Metalls nicht absinkt, und dass das Verfahren ein sauberes geschmolzenes Metall ohne Mitführen von Oxidfilmen und Schlacken, die nahe der Oberfläche des geschmolzenen Metalls in einem Ofen schwimmen, zuführen kann. Bei der Ausführung des Direktzufuhrverfahrens sollte ein Durchsickern des geschmolzenen Metalls aus dem Metallschmelzezufuhrrohr verhindert werden. Daher sollten die Zufuhrrohre für geschmolzenes Metall, die eine Metallschmelzezufuhrleitung bilden, fest miteinander verbunden sein.
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Das japanische Patent Nr.
JP5015138B (hierin nachstehend als „Patentdokument 1“ bezeichnet) beschreibt ein Metallschmelzezufuhrrohr zum Zuführen einer geschmolzenen Aluminiumlegierung, das ein Innenrohr, das aus einem keramischen Material mit hoher Erosionsbeständigkeit gegenüber geschmolzenem Aluminium gebildet ist, und ein Außenrohr, das aus einem Stahlmaterial mit hoher Festigkeit und Zähigkeit gebildet ist, einschließt. Das aus einem Stahlmaterial hergestellte Außenrohr schützt das aus einem keramischen Werkstoff hergestellte Innenrohr, das von geringer Zähigkeit gegen die Stoßbelastung beim Druckguss-Schlag ist. Außerdem, da eine große Befestigungskraft auf Stahl-Außenrohre ausgeübt werden kann, kann das Austreten von geschmolzenem Metall aus der Verbindungsstelle zwischen den Metallschmelzezufuhrrohren zuverlässig verhindert werden.
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Wenn das Metallschmelzezufuhrrohr von Patentdokument 1 durch ein geschmolzenes Metall erwärmt wird, wird ein Spalt zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr aufgrund der thermischen Ausdehnungsdifferenz erzeugt. Wenn geschmolzenes Metall in den Spalt fließt, wird das Stahlaußenrohr durch das geschmolzene Metall zerfressen. Um dies zu verhindern, weist das Metallschmelzezufuhrrohr des Patentdokuments 1 ringförmige Rillen auf, die zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr auf beiden Enden des Metallschmelzezufuhrrohrs ausgebildet sind, und eine Faserlage aus einem anorganischen Material ist in jede Rille eingesetzt. Selbst wenn ein Spalt zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr aufgrund einer Erhöhung der Temperatur des Metallschmelzezufuhrrohrs gebildet wird, dehnt sich die Faserlage in radialen Richtungen aus, wenn die Temperatur ansteigt, wodurch verhindert wird, dass das geschmolzene Aluminium, das das Außenrohr zerfressen kann, in den Spalt eindringt. Eine Ni-Legierungsschicht ist auf dem Innenumfang des Außenrohrs der Schmelzen-Zufuhrleitung des Patentdokuments 1 gebildet, und die Ni-Legierungsschicht trägt TiC-Teilchen. Selbst wenn das geschmolzene Metall in den Spalt quer durch die Faserlage eindringt, kann eine Erosion des Außenrohrs durch das geschmolzene Aluminium durch die von der Ni-Legierungsschicht getragenen TiC-Partikel verhindert werden und es liegt eine Abstoßung des geschmolzenen Metalls vor.
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Das im Patentdokument 1 beschriebene Metallschmelzezufuhrrohr hat noch Spielraum für Verbesserungen bezüglich der nachfolgenden Gesichtspunkte. Einer davon ist, dass die Herstellungskosten des Metallschmelzezufuhrrohrs durch Bilden einer Ni-Legierungsschicht im Innenumfang des Außenrohrs und durch Aufbringen von TiC-Partikeln auf die Ni-Legierungsschicht erhöht wird. Der andere ist, dass, wenn die Temperatur des Metallschmelzezufuhrrohrs erhöht wird, das Innenrohr in einer Längsachsenrichtung des Metallschmelzezufuhrrohrs verschoben werden kann, und zwar aufgrund eines Spaltes, der zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr in einem anderen Bereich gebildet wird als den beiden Längsenden des Metallschmelzezufuhrrohrs.
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Weiterer Stand der Technik findet sich beispielsweise in der
DE 196 39 358 A1 , worin ein Steigrohr für Leichtmetallschmelzen offenbart ist; in der
DE 91 11 541 U1 , worin ein Verbundfaserrohr offenbart ist; in der
DE 30 00 486 C2 , worin eine Druckgießmaschine offenbart ist.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, das aus einem Eisenmaterial hergestellte Außenrohr vor einem geschmolzenen Metall zu schützen und eine relative Verschiebung des Außenrohrs und des Innenrohres in der Längsachsenrichtung des Metallschmelzezufuhrrohrs zu verhindern, während ein Anstieg der Produktionskosten des Metallschmelzezufuhrrohrs vermieden wird.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Metallschmelzezufuhrrohr zum Zuführen eines geschmolzenen Metalls einer Nichteisenlegierung bereitgestellt, umfassend: ein Außenrohr, das aus einem Eisenmaterial hergestellt ist; ein Innenrohr, das aus einem gegenüber geschmolzenem Metall beständigen Material hergestellt ist; und ein Zwischenglied, das zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr in mindestens einer zentralen Region des Metallschmelzezufuhrrohrs in Bezug auf eine Längsachsenrichtung des Metallschmelzezufuhrrohrs angeordnet ist, wobei das Zwischenglied einen Presskörper eines faserigen, anorganischen Materials umfasst. Das Zwischenglied ist in einer radialen Richtung des Metallschmelzezufuhrrohrs zusammengedrückt.
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In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Baugruppe bereitgestellt, die die vorgenannten zwei Metallschmelzezufuhrrohre beinhaltet. Die Baugruppe beinhaltet ferner: ein die beiden Metallschmelzezufuhrrohre miteinander verbindendes Befestigungselement, das eine Befestigungskraft erzeugt, um gegenüberliegende Endflächen der Außenrohre der beiden Metallschmelzezufuhrrohre gegeneinander zu pressen; und eine Dichtung, die zwischen gegenüberliegenden Endflächen der Innenrohre der beiden Metallschmelzezufuhrrohre eingefügt ist, wobei die Dichtung durch die Befestigungskraft zusammengedrückt wird, wobei die Dichtung einen Presskörper aus einem faserigen anorganischen Material umfasst.
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In noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Guss-System für Nichteisenlegierung bereitgestellt, das beinhaltet: einen Ofen zum Aufbewahren eines geschmolzenen Metalls einer Nichteisenlegierung; eine Gussmaschine; und eine Metallschmelzezufuhrleitung zum Zuführen des geschmolzenen Metalls aus dem Ofen zu der Gussmaschine, wobei die Metallschmelzezufuhrleitung eine Baugruppe, umfassend die vorgenannten zwei Metallschmelzezufuhrrohre, beinhaltet, wobei die Baugruppe ferner umfasst: ein Befestigungselement, das die zwei Metallschmelzezufuhrrohre miteinander verbindet, welches eine Befestigungskraft erzeugt, um gegenüberliegende Endflächen der Außenrohre der zwei Metallschmelzezufuhrrohre gegeneinander zu drücken; und eine Dichtung, die zwischen gegenüberliegenden Endflächen der Innenrohre der zwei Metallschmelzezufuhrrohre angeordnet ist, wobei die Dichtung durch die Befestigungskraft zusammengedrückt wird, wobei die Dichtung einen Presskörper aus einem faserigen, anorganischen Material umfasst.
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Gemäß den obigen Ausführungsformen, da das Zwischenglied, das den Presskörper aus einem faserigen anorganischen Material umfasst, zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr angeordnet ist, wobei das Zwischenglied in den radialen Richtungen des Metallschmelzezufuhrrohrs zusammengedrückt wird, erzeugt eine Rückstoßkraft des Zwischenglieds eine Reibungskraft zwischen dem Zwischenglied und dem Außenrohr sowie zwischen dem Zwischenglied und dem Innenrohr. Somit kann eine Verschiebung des Innenrohres relativ zu dem Außenrohr verhindert werden. Da das Zwischenglied in dem zusammengedrückten Zustand verwendet wird, ist es außerdem schwierig, dass das geschmolzene Metall in den Raum zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr eindringt, und somit wird eine durch das eindringende geschmolzene Metall verursachte Erosion des Außenrohrs kaum auftreten.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Seitenansicht eines Nichteisenlegierung-Gusssystems.
- 2 ist eine schematische Draufsicht auf das Nichteisenlegierungs-Gusssystem aus 1.
- 3 ist eine Querschnittsansicht, die eine Aufbau eines Metallschmelzezufuhrrohrs zeigt.
- 4 ist ein schematisches Diagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zur Herstellung des Metallschmelzezufuhrrohrs als ein gerades Rohr.
- 5 ist eine Querschnittsansicht, die einen schematischen Aufbau einer Vorrichtung zur Herstellung des Metallschmelzezufuhrrohrs als ein gebogenes Rohr zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden hier nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Der Gesamtaufbau eines Nichteisenmetall-Gießsystems wird zuerst unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben.
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Wie in 1 gezeigt ist, beinhaltet das Nichteisenlegierungs-Gießsystem eine Druckgussmaschine 10. Die Druckgussmaschine 10 kann von einem horizontalen Einspann/Einspritz-Typ sein, der weithin als eine Druckgussmaschine eines Kaltkammer-Typs verwendet wurde.
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Die Druckgussmaschine 10 beinhaltet eine ortsfeste Aufspannplatte 12, die ein ortsfestes Formwerkzeug 11 hält, und eine bewegliche Aufspannplatte 14, die ein bewegliches Formwerkzeug 13 hält. Der Innenraum einer Hülse 16 steht in Verbindung mit einem Hohlraum 15, der zwischen dem ortsfesten Formwerkzeug 11 und dem beweglichen Formwerkzeug 13 gebildet ist. Die Hülse beinhaltet einen Kolben 17 für das Einspritzen eines geschmolzenen Metalls zur Befüllung der Hülse 16 in den Hohlraum 15. Trotzdem beinhaltet die Druckgussmaschine 10 auch andere Bestandteilelemente, wie einen Antriebsmechanismus des beweglichen Formwerkzeugs 13, einen Antriebsmechanismus des Kolbens 17 usw., die dem Fachmann bekannt sind. Die Veranschaulichung und Beschreibung dieser allgemein bekannten Bestandteile entfallen.
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Eine Metallschmelzeanschluss 16a ist auf einem unteren Teil der Hülse 16 angeordnet. Ein Ofen 19, wie ein Schmelzofen oder ein Halteofen, ist mit der Metallschmelzeanschluss 16a über eine Metallschmelzezufuhrleitung 18 verbunden. Die obere Öffnung des Ofens 19 ist durch einen Deckel geschlossen, so dass das Innere des Ofens 19 im Wesentlichen von der Umgebung getrennt ist. Die Metallschmelzezufuhrleitung 18 ist darauf mit einer Metallschmelze-Einspeisevorrichtung 20 (z. B. einer elektromagnetischen Metallschmelze-Einspeisevorrichtung) versehen, die eine geschmolzene Nichteisenlegierung (z. B. geschmolzene Aluminiumlegierung, Zinklegierung oder Magnesiumlegierung), die in dem Ofen 19 gespeichert ist, zur Hülse 16 zuführt.
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Die Metallschmelzeanschluss 16a ist vorzugsweise vertikal nach unten orientiert, d.h. die Mitte der Metallschmelzeanschluss 16a befindet sich am untersten Teil der Hülse 16. Jedoch ist es, ohne darauf beschränkt zu sein, ausreichend, dass die Mitte der Metallschmelzeanschluss 16a sich auf einer unteren Hälfte der Hülse befindet.
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Das stromaufwärtige Ende der Metallschmelzezufuhrleitung 18 ist mit dem Ofen 19 in einer Höhenposition verbunden, die niedriger ist als ein Oberflächenniveau des in dem Ofen 19 gespeicherten geschmolzenen Aluminiums. Somit kann das geschmolzene Aluminium in dem Ofen 19 durch die Metallschmelze-Einspeisevorrichtung 20 zu der Hülse 16 durch die Metallschmelzezufuhrleitung 18 transportiert werden, ohne dass das geschmolzene Aluminium atmosphärischer Luft ausgesetzt wird.
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In dem Gusssystem beinhaltend die Metallschmelzezuführvorrichtung des vorgenannten sogenannten „Direktzuführungs-Typs“ kann der Gussmaschine ein hochwertiges geschmolzenes Metall zugeführt werden, so dass ein hochwertiges Guss-Stück hergestellt werden kann.
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Die Metallschmelzezufuhrleitung 18 wird durch Verbinden einer Vielzahl von Metallschmelzezufuhrrohren 30 gebildet. 3 zeigt den Aufbau einer Verbindung zwischen den verbundenen zwei Metallschmelzezufuhrrohren 30 und ihrer Umgebung. Der Teil unterhalb einer gestrichelten Mittellinie aus 3 zeigt die Metallschmelzezufuhrrohre 30, bevor sie verbunden werden, während der Teil über der gestrichelten Mittellinie die Metallschmelzezufuhrrohre 30 nach dem Verbinden zeigt.
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Das Metallschmelzezufuhrrohr 30 hat einen dreischichtigen Aufbau, beinhaltend ein Außenrohr 31, ein Zwischenglied 32 und ein Innenrohr 33.
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Das Außenrohr 31 ist aus einem Eisenmaterial, vorzugsweise aus einem Stahlmaterial, gebildet. Als Stahlmaterial wird vorzugsweise Austenit-Edelstahl verwendet, wenn die Oxidationsbeständigkeit bei hohen Temperaturen besonders wichtig ist. Das Außenrohr 31 kann aus Gusseisen gebildet sein.
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Das Innenrohr 33 ist aus einem Material mit Beständigkeit gegen ein geschmolzenes Metall (insbesondere Erosionsbeständigkeit gegenüber einem geschmolzenen Metall, das durch das Metallschmelzezufuhrrohr 30 transportiert werden soll), wie etwa einem keramischen Material, hergestellt. Das keramische Material kann mindestens eines von Aluminiumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumdioxid und Zirkonoxid enthalten.
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In einem Fall, in dem eine andere geschmolzene Nichteisenlegierung als Aluminium durch das Metallschmelzezufuhrrohr 30 transportiert wird, kann ein anderes Material für das Innenrohr 33 unter Berücksichtigung der Benetzbarkeit und Reaktivität gegenüber dem Nichteisenlegierungsmaterial verwendet werden. Zum Beispiel kann in einem Fall, in dem das geschmolzene Metall eine geschmolzene Magnesiumlegierung ist, das Material des Innenrohrs 33 ein anderes keramisches Material als ein Material auf Siliziumdioxidbasis oder ein rostfreier Stahl sein
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Das Zwischenglied 32, das zwischen dem Außenrohr 31 und dem Innenrohr 32 eingefügt ist, kann einen zentralen Abschnitt 321 beinhalten, der auf einem zentralen Bereich des Metallschmelzezufuhrrohrs in Bezug auf eine Längsachsenrichtung des Metallschmelzezufuhrrohrs 30 angeordnet ist, und zwei Endabschnitte 322, die auf beiden Enden des Metallschmelzezufuhrrohrs 30 angeordnet sind.
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Das Zwischenglied 33 kann ein Presskörper sein, der durch Zusammendrücken eines faserigen anorganischen Materials in eine Lagenform (z.B. eine blattartige Form, eine filzartige Form oder eine deckenartige Form) gebildet wird. Das faserige, anorganische Material, das das Zwischenglied 32 bildet, enthält vorzugsweise aus Aluminiumoxid und/oder Siliziumnitrid und/oder Silica (Siliziumdioxid). Ein Presskörper aus solch einem faserigen anorganischen Material ist allgemein bekannt und im Handel von Mitgliedsunternehmen der Refractory Ceramic Fiber Association, Japan, erhältlich.
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Es ist bevorzugt, dass der Durchmesser der Fasern, die das faserige anorganische Material bilden, in einem Bereich von 1 µm bis 500 µm liegt. Wenn der Faserdurchmesser weniger als 1 µm beträgt, ist die Festigkeit der Faser so niedrig, dass es schwierig ist, ihre Form beizubehalten. Wenn andererseits der Faserdurchmesser größer als 500 µm ist, ist die Zähigkeit der Faser so gering, dass die Faser wahrscheinlich gebrochen wird, wenn sie der Stoßbelastung beim Druckguss-Schlag ausgesetzt wird.
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Bei der Herstellung des Metallschmelzezufuhrrohrs 30 wird der lagenförmige Presskörper, der den zentralen Abschnitt 312 des Zwischenglieds 32 bildet, auf den Außenumfang des Innenrohrs 33 aufgewickelt. Zu diesem Zeitpunkt kann ein einziger Presskörper auf den Außenumfang des Innenrohres 33 gewickelt werden. Alternativ können mehrere Presskörper auf den Außenumfang des Innenrohres 33 gewickelt werden.
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Das Innenrohr 33, um das der zentrale Abschnitt 321 des Zwischenglieds 32 gewickelt ist, wird in das Außenrohr 31 mit einer Überlagerung (mit anderen Worten unter der Bedingung, dass der Presskörper, der den zentralen Abschnitt 321 bildet, zusammengedrückt wird, um eine höhere Dichte als sein freier Zustand zu haben) so eingefügt, dass das Außenrohr 31, der zentrale Abschnitt 321 und das Innenrohr 33 integriert sind. Um eine ausreichende Überlagerung zu gewährleisten, hat das Zwischenglied 32 in einem freien Zustand eine Dicke, die größer ist als die Hälfte (1/2) der Differenz zwischen dem Außendurchmesser des Innenrohres 33 und dem Innendurchmesser des Außenrohrs 31.
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Der Presskörper des faserigen anorganischen Materials, das den zentralen Abschnitt 321 des Zwischenglieds 32 bildet, hat kein Haftvermögen. Da jedoch, wie oben beschrieben, der zentrale Abschnitt 321 in das Innere des Außenrohres 31 eingepasst wird, während er zusammengedrückt wird, wird ein Anpressdruck zwischen dem zentralen Abschnitt 321 und dem Außenrohr 31 sowie zwischen dem zentralen Abschnitt 321 und dem Innenrohr 33 durch die Gegenkraft gegen das Zusammendrücken erzeugt. Die wegen des Anpressdrucks erzeugte Reibungskraft verhindert eine Verschiebung des Innenrohres 33 gegenüber dem Außenrohr 31.
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Die Dichte des Presskörpers, der den zentralen Abschnitt 321 des Zwischenglieds 32 bildet, liegt vorzugsweise in einem Bereich von 100 kg/m2 bis 250 kg/m2, wenn der Presskörper zwischen dem Außenrohr 31 und dem Innenrohr 33 eingefügt ist. Wenn die Dichte weniger als 100 kg/m2 beträgt, ist die Gegenkraft so klein, dass eine ausreichende Reibungskraft zwischen dem zentralen Abschnitt 312 des Zwischenglieds 32 und dem Außenrohr 31 sowie zwischen dem zentralen Abschnitt 312 des Zwischenglieds 32 und dem Innenrohr 33 nicht erzeugt werden kann. Wenn andererseits die Dichte größer als 250 kg/m2 ist, gibt es kein Leistungsproblem, aber der Montagevorgang (Zusammenbau) ist schwierig, was zu einer Kostenerhöhung führt.
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Die Reibungskraft, die zwischen dem zentralen Abschnitt 312 des Zwischenglieds 32 und dem Außenrohr 31 sowie zwischen dem zentralen Abschnitt 312 des Zwischenglieds 32 und dem Innenrohr 33 wirkt, beträgt vorzugsweise nicht weniger als 20 N/cm2. Wenn die Reibungskraft weniger als 20 N/cm2 beträgt, kann eine Verschiebung des Innenrohrs 33 durch Stoßbelastung beim Druckguss-Schlag auftreten.
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Da der zentrale Abschnitt 321 des Zwischenglieds 32 aus dem vorgenannten faserigen anorganischen Material mit sowohl Wärmebeständigkeit als auch Zähigkeit, gebildet ist, besteht keine Möglichkeit, dass das Zwischenglied 32 durch eine thermische Ausdehnungsdifferenz zwischen dem Außenrohr 31 und dem Innenrohr 33 beschädigt wird. Darüber hinaus ist es erforderlich, dass der zentrale Abschnitt 321 ungeachtet der Temperatur (normal oder hoch) die Positionsbeziehung zwischen dem Außenrohr 31 und dem Innenrohr 33 innerhalb eines zulässigen Bereichs hält. Das vorgenannte faserige anorganische Material kann seine Form ohne Absetzen oder Verschlechterung (ohne Kriechverformung) beibehalten, sogar unter einem so hohen Arbeitstemperaturbereich wie 700°C bis 800°C (entsprechend der Temperatur des geschmolzenen Aluminiums). Darüber hinaus dehnt sich das vorgenannte faserige anorganische Material bei Erwärmung thermisch aus. Selbst wenn der Spalt zwischen dem Außenrohr 31 und dem Innenrohr 33 aufgrund der thermischen Ausdehnungsdifferenz zwischen dem Außenrohr 31 und dem Innenrohr 33 variiert, folgt somit das Zwischenglied 32 der Variation, um sich in seiner Dickenrichtung auszudehnen oder zusammen zu ziehen. Daher kann, selbst wenn die Temperatur des Metallschmelzezufuhrrohrs 30 variiert, die oben beschriebene Reibungskraft in solchem Maße aufrechterhalten werden, dass die relative Verschiebung des Außenrohrs 31 und des Innenrohrs 33 in der Längsachsenrichtung verhindert werden kann.
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Der zentrale Abschnitt 321 des Zwischenglieds 32, der wie oben beschrieben um das Innenrohr 33 gewickelt ist, ist in der Umfangsrichtung unterbrochen. Wenn nämlich der rechteckige zentrale Abschnitt 321mit einer Breite, die der Umfangslänge des Außenumfangs des Innenrohrs 33 entspricht, um das Innenrohr 33 gewickelt ist, stoßen einander gegenüberliegende Seiten des Rechtecks aneinander an. Da es einen Spalt zwischen den aneinanderstoßenden Seiten gibt, besteht eine Möglichkeit, dass geschmolzenes Metall in den Spalt von dem Ende des Metallschmelzezufuhrrohrs 30 aus eindringt.
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Die Endabschnitte 322 verhindern das Eindringen des geschmolzenen Metalls in den oben erwähnten Spalt. Jeder Endabschnitt 322 kann durch Stanzen oder Schneiden des lagenförmigen Presskörpers in eine ringförmige (Ring-) Form hergestellt werden. Da der so hergestellte Endabschnitt 322 in Umfangsrichtung durchgehend ist, kann der Endabschnitt 322 das Eindringen des geschmolzenen Metalls in den vorgenannten Spalt des zentralen Abschnitts 321 verhindern.
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Wie oben beschrieben, ist es bevorzugt, dass der Endabschnitt 322 eine ringförmige Form aufweist, die frei von Unterbrechungen (Naht) ist. Jedoch kann der Endabschnitt 322 eine Naht aufweisen, wenn der vorgenannte Spalt des zentralen Abschnitts 321 und eine Umfangsposition der Naht des Endabschnitts 322 ausreichend voneinander getrennt sind (z.B., wenn sie diametral gegenüberliegen).
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Zum Einbau des Endabschnitts 322 ist die Abmessung in Längsachsenrichtung (d.h. die gesamte axiale Länge) des zentralen Abschnitts 321, z.B. um 2 bis 30 mm, kürzer eingestellt als die gesamte axiale Länge des Innenrohres 33. Die beiden Endteile des Innenrohrs 33 werden somit unbedeckt gelassen (nicht mit dem zentralen Abschnitt 321 bedeckt). Die axiale Länge jedes unbedeckten Teils beträgt 1 bis 15 mm (siehe X1 in 3). Der ringförmige Endabschnitt 322, der einen Außendurchmesser aufweist, der im Wesentlichen identisch mit dem Innendurchmesser des Außenrohrs 31 ist, und einen Innendurchmesser, der im Wesentlichen mit dem Außendurchmesser des Innenrohrs 33 identisch ist, kann an dem unbedeckten Teil montiert werden.
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Es ist bevorzugt, dass die Dicke (d.h. die Abmessung in der Längsachsenrichtung) des Endabschnitts 322 größer gleich der axialen Länge (im obigen Beispiel von 1 mm bis 15 mm) des nicht bedeckten Teils des Außenumfang des Innenrohres 33 ist, und innerhalb eines Bereichs von 1 mm bis 15 mm liegt. Der axiale Kompressionsgrad des Endabschnitts 322, wenn die angrenzenden Metallschmelzezufuhrrohre 30 verbunden sind, hängt von der Dicke des Endabschnitts 322 ab. Der axiale Kompressionsgrad des Endabschnitts 322 kann groß sein, was ungefähr gleich dem radialen Kompressionsgrad des zentralen Abschnitts 321 oder dem axialen Kompressionsgrad eines Dichtungselements 34 ist (später beschrieben). Alternativ kann der Endabschnitt 322 axial geringfügig zusammengedrückt sein. Wenn die Dicke des Endabschnitts 322 weniger als 1 mm beträgt, ist die Festigkeit des Dichtungselements gering, die Montage ist schwierig und es kann keine zufriedenstellende Leistung erzielt werden. Unter Berücksichtigung der Verwendung des handelsüblichen Presskörpers, der aus dem faserigen anorganischen Material hergestellt ist, das eine lagenartige Form, eine filzartige Form oder eine deckenartige Form aufweist, beträgt die Dicke des Endabschnitts 322 vorzugsweise nicht mehr als 15 mm.
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Was die Leistung der Metallschmelzeabdichtung betrifft, so hat der Endabschnitt 322mit einer Dicke von mehr als 15 mm kein Problem. Je größer jedoch die Dicke des Endabschnitts 322 ist, desto kürzer ist die Länge des zentralen Abschnitts 321. Da sich Kontaktflächen zwischen dem zentralen Abschnitt 321 und dem Außenrohr 31 sowie zwischen dem zentralen Abschnitt 321 und dem Innenrohr 33 verringern, verringert sich daher die Reibungskraft. Deshalb ist es zu bevorzugen, dass die Dicke des Endabschnitts 322 so bestimmt wird, dass die resultierende Länge des zentralen Abschnitts 322 eine ausreichende Reibungskraft sicherstellt, um eine Verschiebung des Innenrohrs 33 relativ zu dem Außenrohr 31 zu verhindern. Es wird bevorzugt, dass der zentrale Abschnitt 321 eine Länge aufweist, die nicht weniger als 80% der gesamten axialen Länge (die Länge in der Längsachsenrichtung) des Metallschmelzezufuhrrohrs 30 beträgt.
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Der Presskörper des faserigen anorganischen Materials, das den zentralen Abschnitt 321 des Zwischenglieds 32 bildet, kann mit einem hitzebeständigen Kleber oder einem Mörtelmaterial beschichtet oder imprägniert werden. Wenn der zentrale Abschnitt 321 an dem Innenrohr 33 angeklebt wird, wird beispielsweise die Verarbeitbarkeit der nachfolgenden Einpassung des Innenrohres 33 in das Außenrohr 31 verbessert. Jedoch kann ein solches Material den Presskörper aushärten, wodurch sich seine Verformbarkeit verschlechtert. In diesem Fall kann der zentrale Abschnitt 321 nicht ausreichend der Ausdehnung des Spalts zwischen dem Außenrohr 31 und dem Innenrohr 33 folgen, wenn das Metallschmelzezufuhrrohr erwärmt wird. In diesem Fall könnte die Reibungskraft zwischen dem zentralen Abschnitt 321 und dem Außenrohr 31 sowie zwischen dem zentralen Abschnitt 321 und dem Innenrohr 33 null werden oder erheblich abnehmen. Daher ist es bevorzugt, dass ein Kleber oder ein hartes Material auf Mörtelbasis höchstens auf eine Haftungsfläche des zentralen Abschnitts 321 an dem inneren Umfang des Außenrohrs 31, oder eine Haftungsfläche des zentralen Abschnitts 321 an dem äußeren Umfang des Innenrohres 33, aufgebracht wird.
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Die gesamte axiale Länge des Innenrohres 33 ist um 0,2 mm bis 10 mm (siehe X2 in 3) kleiner als die gesamte axiale Länge des Außenrohres 31. Die Außenrohre 31 der angrenzenden Metallschmelzezufuhrrohre 30 sind durch ein Befestigungselement 35 in einer solchen Weise befestigt, dass das Dichtungselement 34 zwischen gegenüberliegenden Endflächen der Innenrohre 33 der angrenzenden Metallschmelzezufuhrrohre (und zwischen gegenüberliegenden Endflächen der Endabschnitte 322 der Zwischengliede 32) sandwichartig eingefasst ist. Das Dichtungselement 34 kann aus demselben Material wie das vorstehend erwähnte Zwischenglied 32 gebildet sein. Die Schichtungsrichtung der Presskörper, die das Dichtungselement 34 bilden, ist vorzugsweise die Dickenrichtung des Dichtungselements 34, d.h. die Längsachsenrichtung des Metallschmelzezufuhrrohrs 30.
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Wenn die Differenz zwischen den gesamten axialen Längen des Außenrohrs 31 und des Innenrohrs 33 weniger als 0,2 mm beträgt (dies bedeutet, dass zwischen den Endflächen des Außenrohrs 31 und dem Innenrohr 33 an jedem Ende eine Stufe mit einer Höhendifferenz von weniger als 0,1 mm gebildet wird), werden das Außenrohr 31 und das Innenrohr 33 gleichzeitig einem Schlagaufprall der Gussmaschine unterworfen, wodurch das Innenrohr 33, das aus einem zerbrechlichen Keramikmaterial gefertigt ist, beschädigt werden kann. Wenn andererseits die Differenz zwischen den gesamten axialen Längen des Außenrohrs 31 und des Innenrohrs 33 größer als 10 mm ist, muss die Dicke des Dichtungselements 34 zum Füllen der Stufe erhöht werden. In diesem Fall nimmt die Fläche, die mit der geschmolzenen Nichteisenlegierung in Kontakt sein soll, zu, was zu Verschlechterung und Abrieb führt.
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Das faserige anorganische Material, das das Zwischenglied 32 oder das Dichtungselement 34 bildet, wird vorzugsweise mit Keramikpulver, wie etwa Bornitridpulver, gemischt. Dies führt zu einer Verringerung der Benetzbarkeit des Zwischenglieds 32 gegenüber der geschmolzenen Nichteisenlegierung und somit zur Verbesserung der Erosionsbeständigkeit. Selbst wenn keramisches Pulver mit dem faserigen anorganischen Material vermischt wird, ist die Abnahme Widerstandsfähigkeit des resultierenden Presskörpers sehr gering. So gibt es kein Problem hinsichtlich des Leistungsverhaltens.
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Das Zwischenglied 32 oder das Dichtungselement 34 können durch Schichten einer Vielzahl der lagenförmigen Presskörper des faserigen anorganischen Materials gebildet werden. In diesem Fall kann ein keramisches Pulver, wie etwa Bornitridpulver, zwischen den lagenförmigen Presskörpern des faserigen anorganischen Materials angeordnet sein
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In dem veranschaulichenden Beispiel weist das Befestigungselement 35 mehrere Paare von Schraubenbolzen 35a und Muttern 35b auf. Eine Vielzahl von Öffnungen sind in gleichen Umfangsintervallen in einem Flansch 31a gebohrt, der um das Außenrohr 31 herum an dessen Ende vorgesehen ist. Die Schraubenbolzen 35a werden jeweils durch die Öffnungen eingeführt. Die Muttern 35b sind mit den Schraubenbolzen 35a in Eingriff und sind jeweils befestigt. Somit werden die gegenüberliegenden Flansche 31a miteinander in Kontakt gebracht, um fest miteinander gekoppelt zu werden. Da das elastische Dichtungselement 34 zwischen den gegenüberliegenden Endflächen der Innenrohre 33 eingefügt ist, damit die gegenüberliegenden Endflächen der Innenrohre 33 nicht in direktem Kontakt miteinander stehen, besteht zu diesem Zeitpunkt keine Möglichkeit, dass jedes Innenrohr 33 beschädigt wird. Da das Außenrohr 31 aus einem Eisenmaterial, vorzugsweise einem Stahlmaterial, gebildet ist, wird das Außenrohr 31 nicht beschädigt, obwohl die Befestigungskraft, die durch das Befestigungselement 35 erzeugt wird (in diesem Fall die Axialkraft des Schraubenbolzens 35a), ausgeübt wird.
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Das Befestigungselement (Schraubenbolzen 35a) ist vorzugsweise aus einem Material hergestellt, das einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, der kleiner gleich demjenigen des Außenrohrs 31 ist. Wenn der Wärmeausdehnungskoeffizient des Materials, das das Befestigungselement bildet, größer ist als dasjenige des Materials, das das Außenrohr 31 bildet, nimmt die Befestigungskraft ab, wodurch die Befestigung gelockert wird, wenn auf die Gebrauchstemperatur erwärmt wird. In diesem Fall kann das geschmolzene Metall aus dem Spalt zwischen den gelockerten gegenüberliegenden Flanschen 31a austreten.
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Nicht beschränkt auf die Schraubenbolzen 35a und die Muttern 35b kann jedweder Typ von Befestigungselement verwendet werden, solange das Befestigungselement auf die äußeren Rohre 31 der angrenzenden Metallschmelzezufuhrrohre 30 einwirkt, um die Befestigungskraft so auszuüben, dass die gegenüberliegenden Kontaktflächen der Außenrohre 31 (Oberflächen, die sich, ohne irgendeine Dichtung dazwischen, in direkter Berührung befinden) gegeneinander drücken. Zum Beispiel kann das Befestigungselement eine Klemme oder eine Feder sein, die eine Kraft erzeugt, durch die die gegenüberliegenden Flansche 31a gegeneinander drücken.
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Die Dicke des Dichtungselements 34 (d.h. dessen Abmessung in der Längsachsenrichtung) ist so eingestellt, dass die Dicke des Dichtungselements 34 bei dem Zusammendrücken durch die Befestigungskraft der Metallschmelzezufuhrrohre (z. B. die axiale Kraft, die durch Befestigen des Schraubbolzens verursacht wird) gleich der Differenz zwischen den gesamten axialen Längen des Innenrohres 33 und des Außenrohrs 31 ist (welche gleich dem Abstand X3 zwischen den Endflächen der Innenrohre 33 der benachbarten Metallschmelzezufuhrrohre 30 ist). Die Dichte des Dichtungselements 34 nimmt zu, nachdem es gequetscht (zusammengedrückt) wird, so dass ein Eindringen der geschmolzenen Nichteisenlegierung in das Dichtungselement 34 noch zuverlässiger verhindert wird. Es ist bevorzugt, dass die Dicke des Dichtungselements 34 und der Abstand X3 zwischen den Endflächen so bestimmt werden, dass die Dichte des gequetschten Dichtungselements 34 in einem Bereich von 100 kg/m2 bis 250 kg/m2 liegt. Wenn das Zusammendrücken des Dichtungselements 34 unzureichend ist, kann die geschmolzene Nichteisenlegierung leicht in Spalten in den anorganischen Materialfasern eindringen. Wenn die geschmolzene Nichteisenlegierung in das Dichtungselement 34 eingedrungen ist, nimmt die Nachgiebigkeit des Dichtungselements 34 ab, was ein Auslaufen des geschmolzenen Metalls verursachen kann.
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Gemäß der obigen Ausführungsform, da der Presskörper des faserigen anorganischen Materials im zusammengedrückten Zustand zwischen dem Außenrohr 31 und dem Innenrohr 33 eingeführt wird, kann die relative Verschiebung des Außenrohrs 31 und des Innenrohrs 33 verhindert werden durch die Reibungskraft, die von der Rückstoßkraft des zentralen Abschnitts 321 des Zwischenglieds 32 erzeugt wird. Da der Presskörper des vorgenannten faserigen anorganischen Materials eine hohe Wärmebeständigkeit aufweist, kann außerdem die vorgenannte, eine relative Verschiebung verhindernde, Funktion für einen langen Zeitraum aufrechterhalten werden. Darüber hinaus, da der Presskörper aus dem faserigen anorganischen Material im zusammengedrückten Zustand verwendet wird, ist es, selbst wenn das geschmolzene Metall in den zentralen Abschnitt 321 von den beiden longitudinalen Endabschnitten des Metallschmelzezufuhrrohrs 30 her eindringen wird, schwierig für das geschmolzene Metall, in den Presskörper einzudringen, der eine derart erhöhte Dichte aufweist.
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Zudem können die Endabschnitte 322 des Zwischenglieds 32, die aus dem Presskörper des faserigen anorganischen Materials gebildet sind, zuverlässiger verhindern, dass geschmolzenes Metall in den Spalt zwischen den Umfangsenden des zentralen Abschnitts 321 fließt, wobei dieser Spalt nahezu unvermeidbar im Herstellungsprozess ausgebildet wird.
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Darüber hinaus wird, wenn die Metallschmelzezufuhrrohre 30 miteinander verbunden sind, das aus dem Presskörper des faserigen anorganischen Materials gebildete Dichtungselement 34 ebenfalls im zusammengedrückten Zustand zwischen den gegenüberliegenden Endflächen der Innenrohre 33 eingeführt. Somit kann das Eindringen des geschmolzenen Metalls in das Zwischenglied 32 durch den Spalt zwischen den Endflächen der Innenrohre 33 verhindert werden.
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Im Vergleich zu einem Fall, bei dem eine spezielle Schutzschicht auf dem Außenrohr 31 oder dem Innenrohr 33 vorgesehen ist, kann der Presskörper aus dem faserigen anorganischen Material kostengünstig ausgeführt werden. Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform kann das aus einem Eisenmaterial hergestellte Außenrohr nämlich ausreichend geschützt sein, und eine relative Verschiebung des Außenrohrs 31 und des Innenrohrs 33 kann verhindert werden, während eine Erhöhung der Herstellungskosten des Metallschmelzezufuhrrohrs 30 vermieden wird.
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In dem in den 1 und 2 gezeigten Gusssystem, da das geschmolzene Metall immer in dem Metallschmelzezufuhrrohr 30 vorhanden ist, wird es bevorzugt, eine Heizvorrichtung (nicht gezeigt) vorzusehen, um die Temperatur des geschmolzenen Metalls in dem Metallschmelzezufuhrrohr 30 aufrechtzuerhalten. In diesem Fall, wenn die Heizvorrichtung innerhalb des Metallschmelzezufuhrrohrs 30 angeordnet ist, werden die Herstellungskosten und die Wartungskosten des Metallschmelzezufuhrrohrs 30 erhöht, und das Metallschmelzezufuhrrohr 30 wird aufgrund seines komplizierten Aufbaus weniger vielseitig. Wenn somit eine Heizvorrichtung vorgesehen ist, wird eine Heizvorrichtung, die von dem Metallschmelzezufuhrrohr 30 problemlos abnehmbar ist, wie etwa ein Mantelheizgerät oder ein Hüllenheizgerät, bevorzugt.
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Das Metallschmelzezufuhrrohr 30 kann mit der Hülse 16 oder dem Ofen 19 verbunden sein unter Verwendung einer Anschlussverbindung (nicht gezeigt)mit einem Profil, das demjenigen des Endes des Metallschmelzezufuhrrohrs 30 entspricht und aus einem Material mit Erosionsbeständigkeit hergestellt ist. Ein Spalt zwischen der nicht dargestellten Anschlussverbindung und dem Metallschmelzezufuhrrohr 31 kann durch das Dichtungselement 34 abgedichtet werden.
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Als nächstes wird ein Verfahren zum Einpassen des Innenrohrs 33, um welches der Zentralabschnitt 321 des Zwischenglieds 32 gewickelt ist, in das Außenrohr 31 beschrieben.
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Zunächst wird der aus dem faserigen anorganischen Material gebildete Presskörper, der den zentralen Abschnitt 321 des Zwischenglieds 32 bildet, zusammengedrückt, um seine Dicke zu reduzieren. In diesem Zustand wird, wie in den 4(a) und 4(b) gezeigt, der Presskörper 20 um das Innenrohr 33 gewickelt. Dabei kann ein Kleber auf die Oberfläche des Innenrohrs 33 oder des zentralen Abschnitts 321 aufgebracht werden, um so am Innenrohr 33 und dem zentralen Abschnitt 321 zu haften. Dann, wie in 4(c) gezeigt, wird beispielsweise ein Allzweck-Abdeckband 40 spiralförmig um den zentralen Abschnitt 321 gewickelt. Das unter hoher Zugspannung gewickelte Abdeckband 40 hilft bei der Aufrechterhaltung des zusammengedrückten Zustands des Zentralabschnitts 321.
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Dann wird eine Metallplatte 41 an einem Ende der Baugruppe aus dem Innenrohr 33, dem Zentralabschnitt 321 und dem Abdeckband 40 (nachfolgend als „Baugruppe 33+321+40“ bezeichnet) befestigt; und eine Metallplatte 42 wird auf dem Flansch 31a auf einem Ende des Außenrohrs 31 durch eine Schraubbolzen/Mutter-Befestigung unter Verwendung der Schraubeneinführungsöffnung für die Schraubenbolzen 35a, die in dem Flansch 31a ausgebildet sind, befestigt. Ein langer Bolzen 43 wird durch eine Durchgangsöffnung eingeführt, die in einem zentralen Teil der Metallplatte 41 ausgebildet ist, und der lange Bolzen 43 mit einem Außengewinde wird mit einem Innengewinde verschraubt, das in dem zentralen Teil der Metallplatte 42 ausgebildet ist. Durch Festziehen des langen Bolzens 43 kann die Baugruppe 33+321+40 in das Außenrohr 31 eingepasst werden. Der Einpassvorgang kann durch Verwenden eines rutschigen Abdeckbandes es 40 oder durch Erwärmen des Außenrohrs 31 vor dem Einsetzen der Baugruppe 33+321+40 erleichtert werden. Das Abdeckband 40 (und auch der Kleber, wenn das Innenrohr 33 und der zentrale Abschnitt 321 verklebt werden) wird durch die Wärme, die ausgeübt wird, wenn das geschmolzene Schmelzen-Zufuhrrohr 30 vorliegt, zu Asche umgesetzt und verschwindet.
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Das obige Einpassungsverfahren kann leicht unter Verwendung von kostengünstigen Haltevorrichtungen (Metallplatten 41 und 42, langer Bolzen 43 usw.) ausgeführt werden. Jedoch ist das Einpassungsverfahren nicht auf das Obige beschränkt, und ein anderes Verfahren, das z.B. eine Presspassungsmaschine verwendet, ist ebenfalls möglich.
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In einem Fall, in dem das Metallschmelzezufuhrrohr 30 ein gekrümmtes Rohr ist, wird der zentrale Abschnitt 321 des Zwischenglieds 32 in eine Vielzahl von Stücken in der axialen Richtung des Rohres unterteilt. Jedes Stück hat eine kegelstumpfförmige bzw. abgeschnitten-fächerartige Form, so dass jedes Stück eine Form aufweist, die ähnlich zu einem Segment ist, das eine Gehrungsbiegung bildet, wenn es auf das Innenrohr 33 aufgebracht wird. Die jeweiligen Stücke des zentralen Abschnitts 321 werden im zusammengedrückten Zustand auf das Innenrohr 31 mit einem Kleber aufgebracht. Dann wird das Allzweck-Abdeckband 40 spiralförmig um den zentralen Abschnitt 321 gewickelt, zum Beispiel während dem Abdeckband 40 eine Spannung zugeführt wird, um den zusammengedrückten Zustand des zentralen Abschnitts 321 aufrechtzuerhalten. Somit wird eine Baugruppe des Innenrohrs 33, des zentralen Abschnitts 321 und des Maskierungsbands 40 (Baugruppe 33+321+40) gebildet. Die Baugruppe 33+321+40 wird in das Außenrohr 31 eingepasst.
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Das Einpassen kann unter Verwendung einer Einpassvorrichtung 60 durchgeführt werden, die in 5 schematisch dargestellt ist. Die Einpassvorrichtung 60 weist einen bogenförmigen Arm 61 mit einem zentralen Winkel von etwa 270 Grad auf. Kreisförmige Innenrohr-Befestigungsplatten 62 sind auf beiden Enden des Arms 61 angeordnet. Der Arm 61 wird von einem Lager 63 getragen, so dass der Arm 61 horizontal und vertikal unbeweglich ist, aber um eine vertikale Achse (Richtung senkrecht zur Papier-Ebene von 5) drehbar ist. Zähne 64 sind teilweise in einem Außenumfang des Arms 61 ausgebildet. Ein Zahnrad 65, das von einem nicht dargestellten Antriebsmotor angetrieben wird, steht mit den Zähnen 64 verzahnt.
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Die Einpassvorrichtung 60 weist eine Vielzahl von Halteelementen 66 zum Halten des Außenrohrs 31 auf. Das Außenrohr 31 kann auf den Halteelementen 66 durch eine Schraubbolzen/Mutter-Befestigung 69 unter Verwendung der Bolzeneinführungsöffnung für die Schraubenbolzen 35a befestigt werden, die im Flansch 31a an beiden Enden des Außenrohrs 31 ausgebildet sind.
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Eine Kernstange 67 mit einem Außendurchmesser, der etwas kleiner als ein Innendurchmesser des Innenrohrs 33 ist, wird in das Innenrohr 33 der Baugruppe 33+321+40 eingeführt. Unter diesem Zustand werden Schraubenbolzen 68 in Durchgangsöffnungen eingeführt, die in der Innenrohr-Befestigungsplatte 62 ausgebildet sind, und die Schraubenbolzen 68 werden in Innengewinde eingeschraubt, die in beiden Endflächen der Kernstange 67 ausgebildet sind. Somit wird das Innenrohr 33 an der Innenrohr-Befestigungsplatte 62 befestigt. Unter diesem Zustand wird durch Antreiben des Zahnrades 65 die Baugruppe 33+321+40 in das Außenrohr 31 eingepasst. Danach werden die Schraubenbolzen 68 entfernt und das Außenrohr 31 wird von den Halteelementen 66 entfernt. Auf diese Weise wird eine Baugruppe, die das Außenrohr 31, den zentralen Abschnitt 321 des Zwischenglieds 32 und das Innenrohr 33 umfasst, die aneinander gekoppelt sind, fertiggestellt.
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[Beispiel]
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Ein Testergebnis zu einem Beispiel der vorliegenden Erfindung wird hierin nachfolgend beschrieben. In dem Test werden das Gusssystem mit dem in den 1 und 2 gezeigten Aufbau, und die Metallschmelzezufuhrrohre 30mit dem in 3 gezeigten Aufbau verwendet. Das Außenrohr 31 wurde aus Austenit-Edelstahl gebildet. Als Zwischenglied 32 und Dichtungselement 34 wurde ein geschichteter Körper verwendet, der durch Schichten einer Vielzahl von Mullitfaserlagen, mit zwischen den Lagen angeordnetem Vermiculit, gebildet wurde. Das Innenrohr 31 wurde aus Sialonkeramik gebildet.
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Der Außendurchmesser des Innenrohres 33 war um 3 mm (1,5 mm hinsichtlich Radius) kleiner als der Innendurchmesser des Außenrohres 31. Die gesamte axiale Länge des Innenrohres 33 war um 4 mm (2 mm auf einer Seite) kleiner als die gesamte axiale Länge des Außenrohres 31. Wie in den 4(a) und 4(b) gezeigt, wurde der zentrale Abschnitt 321 des Zwischenglieds 32, der durch Schneiden der rechteckigen geschichteten Lage mit einer Dicke von 3,2 mm so ausgebildet wurde, dass er die um 10 mm kleinere Länge als die gesamte axiale Länge des Innenrohrs 33 aufweist, um das Innenrohr 33 gewickelt, so dass sich beide Enden des zentralen Abschnitts 321 jeweils an Positionen um 5 mm beabstandet von den beiden Enden des Innenrohrs 33 befanden. Die Lagenschichtungsrichtung der geschichteten Lage, die den zentralen Abschnitt 321 bildet, war die Dickenrichtung des zentralen Abschnitts 321 (d.h. die radiale Richtung des Metallschmelzezufuhrrohrs 30). Dann, wie in 4(c) gezeigt, wurde das Allzweck-Abdeckband 40 auf den gesamten Außenumfang des zentralen Abschnitts 321 des Zwischenglieds 32 aufgebracht, das um das Innenrohr 33 gewickelt war. Unter Verwendung der in 4(d) gezeigten Haltevorrichtungen wurde das Innenrohr 31 in das Außenrohr 31 eingepasst, so dass sich die Endfläche des Innenrohres 33 um 2 mm in der Längsachsenrichtung innerhalb der Endfläche des Außenrohres 31 befand.
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Darüber hinaus wurde der Endabschnitt 322 des Zwischenglieds 32, der durch derartiges Schneiden der Lagenschicht mit einer Dicke von 5 mm, dass sie eine Ringform aufweist, gebildet wurde, in einen Spalt zwischen dem Innenrohr 33 und dem Außenrohr 31 eingepasst, wo der zentrale Abschnitt 321 nicht vorhanden war. Die Lagenschichtungsrichtung der geschichteten Lage, die den Endabschnitt 322 bildet, war die Dickenrichtung des Endabschnitts 322 (d.h. die Längsachsenrichtung des Metallschmelzezufuhrrohrs). Im Übrigen wurde das Metallschmelzezufuhrrohr 30 eines 90-Grad-Biegerohrtyps durch das unter Bezugnahme auf 5 beschriebene Verfahren hergestellt (die detaillierte Beschreibung davon entfällt).
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Der Halteofen 19 für eine geschmolzene Aluminiumlegierung und die Hülse 16 der Gehäusevorrichtung (d.h. der Druckgussmaschine) wurden miteinander verbunden, indem die vier Metallschmelzezufuhrrohre 30 mit dem oben erwähnten Aufbau verwendet wurden. Durch festes Verbinden der Außenrohre 31 mit der Verwendung der Schraubenbolzen 35a, die durch den Flansch 31a der Außenrohre 31 hindurchgeführt sind, und der Muttern 35b, die mit den jeweiligen Schraubenbolzen 35a in Eingriff stehen, wurden die angrenzenden Metallschmelzezufuhrrohre 30 miteinander verbunden. Wie in 3 gezeigt ist, wurde das Dichtungselement 34, das durch derartiges Schneiden der Lagenschicht mit einer Dicke von 6 mm gebildet wurde, dass diese eine ringförmige Gestalt aufweist, zwischen die angrenzenden Metallschmelzezufuhrrohre 31 (zwischen den gegenüberliegenden Flächen der Innenrohre 33) eingefügt. Somit belief sich die Überlagerung des Dichtungselements 34 auf 2 mm. Die Lagenschichtungsrichtung der geschichteten Lage, dies das Dichtungselement 34 bildete, war die Dickenrichtung des Dichtungselements 34 (d.h. die Längsachsenrichtung des Metallschmelzezufuhrrohrs).
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Ein nicht dargestellter Heizdraht wurde um den Außenumfang des Außenrohrs 31 gewickelt, und der Heizdraht wurde mit einem Wärmeisolierelement bedeckt, das nicht gezeigt ist. Während des Gießens wurde durch Erwärmen des Metallschmelzezufuhrrohrs 30 mit dem Heizdraht eine Absenkung der Temperatur der geschmolzenen Aluminiumlegierung verhindert.
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300-Schuss bzw. Gießvorgänge wurden unter Verwendung einer üblichen Al-Si-Cu-basierten Aluminiumlegierung durchgeführt, die im Wesentlichen ADC12 (JIS H5302) entsprach. Obwohl die Metallschmelzezufuhrrohre 30 Vibrationen der Gussmaschine und der Wärme des geschmolzenen Aluminiums während der gesamten 300-Schuss bzw. Gießvorgänge ausgesetzt waren, wurde kein Austreten des geschmolzenen Aluminiums aus der Verbindungsstelle zwischen den Metallschmelzezufuhrrohren 30 beobachtet.
