DE102022000338A1

DE102022000338A1 - Vorrichtung zum Gießen einer metallischen Schmelze

Info

Publication number: DE102022000338A1
Application number: DE102022000338.4A
Authority: DE
Inventors: Ivica Vidakovic; Gerold Lehmler; Marko Poßberg
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2022-01-28
Filing date: 2022-01-28
Publication date: 2022-03-24

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Gießen einer metallischen Schmelze, umfassend einen Gießkanal (3) zur Aufnahme der von einem Schmelzofen (5) bereitgestellten metallischen Schmelze und zur Weiterleitung der metallischen Schmelze in eine Giessform (7), wobei in dem Gießkanal (3) ein Filter (9) angeordnet ist. Bei einer Vorrichtung, mit welcher der Aufwand zur Herstellung von qualitativ hochwertigen Gussteilen weiter vereinfacht wird, ist der Filter (9) netzartig ausgebildet und in Richtung des Schmelzofens (5) in den Gießkanal (3) form- und/oder kraftschlüssig zur Aufnahme von Schmelzrückständen (11) eingebracht, so dass die erkalteten Schmelzrückstände (11) gemeinsam mit einer in dem Gießkanal (3) ausgekühlten Giessfahne (13) aus dem Gießkanal (3) entnehmbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Gießen einer metallischen Schmelze, umfassend einen Gießkanal zur Aufnahme der von einem Schmelzofen bereitgestellten metallischen Schmelze und zur Weiterleitung der metallischen Schmelze in eine Giessform, wobei in dem Gießkanal ein Filter angeordnet ist.
Aus der DE 10 2020 001 104 A1 ist ein Giesswerkzeug zum Herstellen von Gussteilen bekannt, umfassend eine Giesskammer, in welche eine Schmelze, aus welcher das jeweilige Gussteil hergestellt werden soll, einbringbar ist. Die Schmelze wird von einem Schmelzofen bereitgestellt und über eine Giessrinne in die Giesskammer geführt, in welcher eine Giessform mit der Schmelze gefüllt wird. Bei diesem Füllvorgang erstarren Schmelzrückstände in Form einer sogenannten Giessfahne in dem Giesskanal. Beim nächsten Gießvorgang wird diese Giessfahne teilweise wieder eingeschmolzen und mit in die Kontur der Giessform eingegossen. Um dies zu unterbinden, ist ein relativ zur Giessrinne bewegbarer Auswerfer vorgesehen, mittels welchem in der Giessrinne erstarrte Schmelze aus dieser herausbewegbar ist.
Die DE 37 00 107 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Gießen von metallischen Schmelzen mit einem Giesskanal, in welchem ein Filter, bestehend aus einem Filterkörper und einem als Prallwand dienenden Rahmen, angeordnet ist. Der Filterkörper des Filters ist abweichend von der allgemeinen Strömungsrichtung der Schmelze am Fuß der Prallwand angeordnet. Dadurch wird die Schmelze gestaut und deren Fließgeschwindigkeit verlangsamt, was zu einem Abscheiden von Verunreinigungen der Schmelze führt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Gießen einer metallischen Schmelze anzugeben, mit welcher der Aufwand zur Herstellung von qualitativ hochwertigen Gussteilen weiter vereinfacht wird.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
Die Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bei der eingangs erläuterte Vorrichtung ist der Filter netzartig ausgebildet und in Richtung des Schmelzofens in den Gießkanal form- und/oder kraftschlüssig zur Aufnahme von Schmelzrückständen eingebracht, so dass die erkalteten Schmelzrückstände gemeinsam mit einer in dem Gießkanal ausgekühlten Gießfahne aus dem Gießkanal entnehmbar sind. Dies hat den Vorteil, dass der Filter sowohl zur Aussonderung von Schmelzrückständen aus der metallischen Schmelze und gleichzeitig zum Herausheben der erkalteten Schmelzrückstände gemeinsam mit der in dem Gusskanal verbliebenen Giessfahne, die bei kleinem Volumen aber große oxidbehaftete Oberflächen aufweist, dient. Dadurch wird verhindert, dass die Verunreinigungen der Giessfahne wiederaufgeschmolzen werden und beim nächsten Giessvorgang in die Giessform gelangen. Der Giessvorgang wird somit bei verbesserter Qualität des Giessteils taktzeitneutral vereinfacht.
Vorteilhafterweise ist der netzartig ausgebildete Filter zumindest weitgehend an die Rinnenform des Gießkanals angepasst und in diesen eingedrückt. Somit wird der Filter durch den auftreffenden Flüssigkeitsdruck der metallischen Schmelze in dem Giesskanal niedergehalten.
In einer Ausgestaltung weist der netzförmig ausgebildete Filter einen U-förmigen Querschnitt auf. Dadurch erfolgt eine weitgehende Anpassung der Form des Filters an die Kontur des Giesskanals, um durch möglichst kleine Freiräume zwischen Giesskanal und Filter möglichst viele Verunreinigungen aufzufangen.
In einer Variante weist der netzartig ausgebildete Filter mindestens eine Haltenase auf, welche am Innenrand des Giesskanals um diesen nach außen gebogen ist. Solche Haltenasen gewährleisten eine zusätzliche Sicherung des Filters in dem Giesskanal.
In einer Ausführungsform weist der netzartig ausgebildete Filter an dem, dem Schmelzofen zugewandten Ende eine Lasche auf, an welcher beidseitig eine integrale Haltenase ausgebildet ist. Somit wird gewährleistet, dass Schmelzrückstände, wie Verunreinigungen, Seigerungen und Oxide, aus der metallischen Schmelze schon vor dem Einleiten in die Giessform über den Filter abgeschieden werden. Die Herstellung der Haltenasen sowie der Lasche aus dem netzförmigen Filtermaterial reduziert die Prozesskosten.
Es ist von Vorteil, wenn der netzförmig ausgebildete Filter quer zur Fließrichtung der Schmelze ziehharmonikaförmig ausgebildet ist. Da das netzförmige Filter horizontal ziehharmonikaförmig gebogen ist, bringt der Filter genügend Widerstand auf, um nicht vom Flüssigkeitsdruck aus seiner Position verdrängt zu werden.
In einer weiteren Ausgestaltung ist der netzartig ausgebildete Filter durch ein Handhabungselement in dem Giesskanal gehalten und automatisch nach Abschluss eines Giessvorganges austauschbar. Die Verwendung des Handhabungselementes verbessert die Positionierung des Filters in dem Giesskanal und ermöglicht eine automatische Auswechslung des die erkalteten Verunreinigungen tragenden Filters nach jedem abgeschlossenen Giessvorgang. Dadurch wird eine Automatisierung der Serienproduktion der Gussteile unterstützt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
2 ein Ausführungsbeispiel der erstarrten metallischen Schmelze,
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 umfasst einen Giesskanal 3, welcher sich zwischen einem Schmelzofen 5 und einer Giessform 7 erstreckt. In den einen U-förmigen Querschnitt aufweisenden Gießkanal 3 ist ein netzartig ausgebildeter Filter 9 eingedrückt, der an die Kontur des Giesskanals 3 angepasst ist. In dem Schmelzofen 5 wird ein Metall zum Schmelzen gebracht. Die metallische Schmelze fließt durch den Giesskanal 3 in die Giessform 7. Vor jedem Füllvorgang wird ein netzartig ausgebildeter Filter 9 so in den Giesskanal 3 eingelegt, dass eine Verklammerung des Filters 9 mit dem Giesskanal 3 erfolgt. Dabei wird der Filter 9 in Richtung des Schmelzofens 5 positioniert. Die den Schmelzofen 5 verlassende metallische Schmelze trifft in dem Giesskanal 3 auf den netzartig ausgebildeten Filter 9. Die in der metallischen Schmelze vorhandenen Schmelzrückstände 11, wie Verunreinigungen, Oxide und Seigerungen, werden in dem Filter 9 abgeschieden und nach dem Erstarren samt der in dem Giesskanal 3 nach Abschluss des Füllvorganges der Giessform 7 verbleibenden Giessfahne 13 entfernt. Eine solche erstarrte und aus dem Gießkanal 3 entfernte Schmelze 11, 13 ist in 2 gezeigt.
In 2 ist außerdem ein weiteres Ausführungsbeispiel des netzförmig ausgebildeten Filters 9 dargestellt. An der dem Schmelzofen 5 zugewandten Seite 15 ist aus dem Filtermaterial eine Lasche 17 ausgebildet, welche Haltenasen 19 aufweist, die sich annähernd parallel zur Längserstreckung des Giesskanals 3 erstrecken und um die Ränder des Gießkanals 3 zur Befestigung des Filters 9 biegbar sind. Mittels dieses Filters 9 wird die erstarrte Schmelze 11, 13 aus dem Giesskanal 3 herausgehoben.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in 3 dargestellt, bei welchem der netzartig ausgebildete Filter 9 eine Falten aufweisende Ziehharmonikaform 21 besitzt, wobei die Falten senkrecht zur Fließrichtung der Schmelze im Giesskanal 3 positioniert sind. Mittels einer Handhabungseinheit kann der Filter 9 im Giesskanal 3 gehalten werden. Gleichzeitig kann die Handhabeeinheit zum automatischen Aus- und Einbringen des Filters 9 in den Giesskanal 3 genutzt werden.
In jedem Fall wird die Form des netzartigen Filters 9 so gewählt, dass die Verunreinigungen und Oxide 11, die in der metallischen Schmelze vorhanden sind, von den Filtermaschen 23 aufgehalten werden, während die Schmelze durch die Öffnungen der Filtermaschen 23 den Filter 9 passieren kann. Dabei ist der Freiraum zwischen Filter 9, Giesskanal 3 und den Filtermaschen 23 so klein wie möglich, aber so groß wie nötig ausgelegt, damit möglichst viele Schmelzrückstände 11 in dem Filter 9 haften bleiben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102020001104 A1 [0002]
DE 3700107 A1 [0003]

Claims

Vorrichtung zum Gießen einer metallischen Schmelze, umfassend einen Gießkanal (3) zur Aufnahme der von einem Schmelzofen (5) bereitgestellten metallischen Schmelze und zur Weiterleitung der metallischen Schmelze in eine Giessform (7), wobei in dem Gießkanal (3) ein Filter (9) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (9) netzartig ausgebildet ist und in Richtung des Schmelzofens (5) in den Gießkanal (3) form- und/oder kraftschlüssig zur Aufnahme von Schmelzrückständen (11) eingebracht ist, so dass die erkalteten Schmelzrückstände (11) gemeinsam mit einer in dem Gießkanal (3) ausgekühlten Giessfahne (13) aus dem Gießkanal (3) entnehmbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der netzartig ausgebildete Filter (9) zumindest weitgehend an die Rinnenform des Gießkanals (3) angepasst und in diesen eingedrückt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der netzartig ausgebildete Filter (9) einen U-förmigen Querschnitt aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der netzartig ausgebildete Filter (9) mindestens eine Haltenase (19) aufweist, welche am Innenrand des Giesskanals (3) um diesen nach außen gebogen ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der netzartig ausgebildete Filter (9) an dem, dem Schmelzofen (5) zugewandten Ende (15) eine Lasche (17) aufweist, an welcher beidseitig je eine integrale Haltenase (19) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der netzartig ausgebildete Filter (9) quer zur Fließrichtung der Schmelze ziehharmonikaförmig ausgebildet ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der netzartig ausgebildete Filter (9) durch ein Handhabungselement in dem Giesskanal (3) gehalten und automatisch nach Abschluss eines Giessvorganges austauschbar ist.