DE1059155B

DE1059155B - Device for casting cylindrical specimens for spectral and chemical analysis

Info

Publication number: DE1059155B
Application number: DEV6773A
Authority: DE
Inventors: Dr Albert Hahn; Josef Muelleder
Original assignee: Vereinigte Aluminium Werke AG
Current assignee: Vereinigte Aluminium Werke AG
Priority date: 1954-01-22
Filing date: 1954-01-22
Publication date: 1959-06-11

Description

Vorrichtung zum Gießen von zylindrischen Probekörpern für die Spektral- und chemische Analyse Für die Herstellung von bei spektrographischer Analyse zu verwendenden Elektrodenstäbchen sind bekanntlich eine Reihe von Gießformen im Gebrauch, die jedoch eine schroffe Abkühlung der Stäbe zur Erreichung eines zur Erzielung von Analysendurchschnittswerten erfolrderlichen feinen Gefüges nicht immer gestatten. Die Längsschliffe der mit diesen Gießformen liegend, schräg oder senkrecht gegossenen Elektroden zeigen vielmehr im Mikroskop ein mehr oeder minder grobes Gefüge, oftmals auch Hohlräume und eine von der Art des Gießgutes abhängige ungleiche Verteilung seiner einzelnen Komponenten, was beim Abfunken der Stäbchen deutlich in Erscheinung tritt. Device for casting cylindrical specimens for the spectral and chemical analysis for the manufacture of spectrographic analysis too using electrode rods are known to be a number of molds in use, However, the abrupt cooling of the rods to achieve a to achieve not always allow the fine structure required of average analytical values. The longitudinal sections of those cast horizontally, diagonally or vertically with these casting molds Rather, electrodes often show a more or less coarse structure in the microscope also cavities and an uneven distribution depending on the type of cast material its individual components, which is clearly evident when the rods are sparked off occurs.

Um diese Nachteile zu überwinden, wird nachstehend eine Vorrichtung beschrieben, die es gestattet, Probekörper für die Spektral- und chemische Analyse, z. B. Elektrodenstäbchen mit einem Durchmesser von 5 bis 6 mm, herzustellen, deren Gefüge feinkörnig ausgebildet und in denen eine-gleichmäßige Abscheidung von z. B. intermetallischen Komponenten vorbanden ist. In order to overcome these disadvantages, an apparatus is described below which allows specimens for spectral and chemical analysis, z. B. electrode rods with a diameter of 5 to 6 mm, to produce their Fine-grained structure and in which a-uniform deposition of z. B. intermetallic components is present.

Die Vorrichtung dient zur Durchführung eines bekannten Gießverfahrens, bei dem das Gießgut in den Gießraum einer vorzugsweise gekühlten Kokille durch Ausstoßen eines in ihr beweglichen Kolbens ruckartig eingesaugt und nach seiner Erstarrung durch eine rückläufige Kolbenbewegung wieder ausgeworfen wird. Infolge der sich in kürzester Zeit vollziehenden Kolbenbewegung wird bei diesem bekannten Verfahren das Gießgut in den luftverdünnten Gießraum der Kokille gesaugt, wodurch ein in allen seinen Teilen dichter Gußkörper erhalten wird. Dadurch, daß die Kokille gekühlt wird, wird das Gießgut so rasch zum Erstarren gebracht, daß eine gleichmäßige, seigerungsarme Zusammensetzung gewährleistet wird. The device is used to carry out a known casting process, in which the cast material is ejected into the casting space of a preferably cooled mold a piston moving in it suddenly sucked in and after its solidification is ejected again by a backward movement of the piston. As a result of yourself piston movement that is completed in a very short time is achieved with this known method the cast material is sucked into the air-diluted casting space of the mold, creating one in all its parts dense cast body is obtained. By the fact that the mold is cooled is, the cast is made to solidify so quickly that a uniform, low-segregation Composition is guaranteed.

Damit sind alle Bedingungen erfüllt, die an ein Probestäbchen für die Spektralanalyse gestellt werden. Das bekannte Verfahren kann vorteilhaft auch derart durchgeführt werden, daß das Gießgut in eine mit mehreren Gießräumen ausgestattete Kokille gegossen wird, so daß gleichzeitig mehrere Gußkörper hergestellt werden können.This fulfills all conditions that a test stick for the spectral analysis can be provided. The known method can also be advantageous be carried out in such a way that the cast material is equipped with a plurality of casting rooms Chill is cast so that several cast bodies are produced at the same time can.

Die Erfindung besteht in einer Vorrichtung zum Gießen von zylindrischen Probekörpern mit kleinem Durchmesser für die Spektralanalyse, mittels der das flüssige Gießgut in eine gekühlte Kokille durch ruckartiges Ausziehen eines in dieser beweglichen Kolbens schnellstens eingesaugt und der erstarrte Körper durch rückläufige Kolbenbewegung ausgeworfen wird, und sie ist dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben über ein Querstück mit einem in Bohrungen des Einfusses geführten Gestänge verbunden ist. The invention consists in an apparatus for casting cylindrical Test specimens with a small diameter for spectral analysis, by means of which the liquid Cast material in a cooled mold by jerkily pulling out a movable one in this The piston is sucked in as quickly as possible and the solidified body by reversing the piston movement is ejected, and it is characterized in that the piston has a crosspiece is connected to a rod guided in bores in the leg.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung dienen die Zeichnungen, in denen der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt ist. To further explain the invention are used Drawings, in which the subject matter of the invention is shown schematically.

Abb 1 zeigt im senkrechten Schnitt eine Kokille mit Zubehör, die insbesondere zum Gießen yon Elek trodenstäbchen geeignet ist; Abb. 2 gibt im selben Schnitt eine andere Ausführung der Kokille wieder, mit deren Hilfe sich ebenfalls Probestäbchen für dieSpektralanalysegut gießen lassen. Fig 1 shows a vertical section of a mold with accessories that is particularly suitable for casting electrode rods; Fig. 2 gives in the same Cut another version of the mold again, which also helps Allow the sample stick for the spectral analysis to be poured well.

In Abb. t bezeichnet 1 den Gießraum der. wassergekühlten Kokille 2, in dem sich der Kolben 3 bewegt. 4 und 5 sind die Zu- und Abflußstutzen für das Kühlmittel. Uber der Kokille 2 ist der Einguß 6 mit seiner trichterförmigen Bohrung 7 zur Aufnahme des Gießgutes angeo, rdnet. 8 bezeichnet das mit dem Kolben 3 über das Querstück 11 a verbundene Gestänge, das an seinem oberen Ende das als Handgriff ausgebildete Querstückll trägt. Das Gestänge8 ist in Bohrungen 9 des Eingusses 6 geführt; die Federn 10 dienen zur Dämpfung des letzten Teiles der Abwärtsbewegung. Damit das Gießgut im Eingußtrichter 7 nicht zu rasch erkaltet, wird der Einguß 6 aus Eisen hergestellt, wenn es sich um die Herstellung von Elektrodenstäbchen aus Aluminium und seinen Legierungen handelt; zwecks Förderung der Wärmestauang am Übergang von Einguß und Kokille ist zwischen beiden z. B. eine Asbest-oder Bleischeibe 13 eingelegt. Der Kolben 3 ist mittels Dichtungen tragender Ringnuten 14 abgedichtet. In Fig. T, 1 denotes the casting chamber of the. water-cooled mold 2, in which the piston 3 moves. 4 and 5 are the inlet and outlet connections for the Coolant. Above the mold 2 is the sprue 6 with its funnel-shaped bore 7 suitable for receiving the cast material. 8 denotes that with the piston 3 above the crosspiece 11 a connected linkage, which at its upper end as a handle trained Querstückll carries. The rod 8 is in bores 9 of the sprue 6 guided; the springs 10 serve to dampen the last part of the downward movement. So that the cast material does not cool down too quickly in the pouring funnel 7, the pouring sprue 6 Made from iron when it comes to making electrode rods from Aluminum and its alloys; for the purpose of promoting the accumulation of heat at the transition of sprue and mold is between the two z. B. an asbestos or lead disc 13 inserted. The piston 3 is sealed by means of annular grooves 14 carrying seals.

Das Arbeiten mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung vollzieht sich so, daß das vorher von Oxydhäuten befreite Metall rasch in den Eingußtrichter7 gegossen wird. Sobald dieser gefüllt istj wird sofort der Gestängegriff 11 ruckartig von Hand oder auch auf mechanischem Wege nach unten gedrückt. Vermöge der dadurch bedingten schnellen Abwärtsbewegungdes Kolbens 3 wird das flüssige Metall in den Gießraumi der Kokille2 eingesaugt, in dem es infolge der Wasserkühlung sofort erstarrt. Durch Hochziehen des Gestängegriffes 11 stößt der Kolben 3 das fertige Elektrodenstäbchen mit dem Eingußkopf aus. Working with the device according to the invention takes place so that the metal, which has previously been freed from oxide skins, is quickly poured into the pouring funnel7 will. As soon as this is filled, the rod handle 11 is immediately jerked by hand or also pressed down mechanically. By virtue of the resulting rapid Downward movement of the piston 3 is the liquid metal in the casting space of the mold 2 sucked in, in which it immediately solidifies as a result of the water cooling. By pulling it up of the rod handle 11, the piston 3 pushes the finished electrode rod with the Sprue head off.

Nach Abb. 2 besteht die Kokille aus einem zylindrischen, beispielsweise aus Kupfer bestehenden Bolzen 15 von z. B. 40 bis 45 mm Durchmesser mit einer zentralen Bohrung 16 von z. B. 6 mm Durchmesser auf eine Länge von etwa 100 mm, die im unteren--Teilin eine Bohrung 17 von etwa 20 mm Durchmesser auf eine Länge von etwa 180mm übergeht. In diesen Bohrungen bewegen sich die auf einer gemeinsamen Stange 18 angebrachten Kolben 19 und 20 mit entsprechendem, z. B. 6 bzw. 20 mm Durchmesser. Während der Kolben 19 lediglich sauber in die zweclsmäßig polierte Bohrung 16 zu passen braucht, besteht der Kolben 20 aus einem z. B. 15 mm hohen Messingzylinder mit einer mit Beilagscheibe gehaltenen Lederdichtung. Die durchgehende Stange 18 ist am unteren Ende in einer Überwurfmutter 21 zentral geführt und kann mit einem Handgriff zur Betätigung der Abwärtsbewegung versehen sein. Diese letztere Einrichtung kann analog der Abb. 1 mit einem Gestänge ausgestattet werden, um die Abwärtsbewegung des Kolbens durch Drücken von oben zu bewirken. Man kann die Kolbenbewegung aber auch z. B. mittels eines Parallelogrammgestänges durch Fußbetätigung vornehmen. According to Fig. 2, the mold consists of a cylindrical, for example made of copper bolt 15 of z. B. 40 to 45 mm in diameter with a central Bore 16 of z. B. 6 mm diameter over a length of about 100 mm, the lower part - Teilin a bore 17 of about 20 mm in diameter merges with a length of about 180 mm. The mounted on a common rod 18 move in these bores Pistons 19 and 20 with a corresponding, z. B. 6 or 20 mm diameter. During the Piston 19 only needs to fit neatly into bore 16, which has been polished for this purpose. the piston 20 consists of a z. B. 15 mm high brass cylinder with a Washer held leather seal. The continuous rod 18 is at the lower End guided centrally in a union nut 21 and can with a handle to Be provided actuation of the downward movement. This latter device can be analogous of Fig. 1 can be equipped with a linkage to prevent the downward movement of the piston to effect by pressing from above. You can also use the piston movement z. B. using a parallelogram linkage by foot actuation.

Der Kupferbolzen 15 trägt oben einen Guß eisentrichter22, der bei eingefahrenem Kolben durch diesen von unten her abgeschlossen wird. Der Gußeisentrichter 22 ist unten so gestaltet, daß er in der Mitte unmittelbar auf der Oberkante des Kupferbolzens dicht aufsitzt, andererseits aber noch Raum läßt für eine z. B. aus Hartasbest bestehende Scheibe 23, die einerseits verhindert, daß das Kupfer von. oben her wesentlich erwärmt wird, andererseits aber einen Wärmestau gegenüber dem gekühlten Teil bildet. Die Scheibe 23 liegt in der Ausnehmung 24. The copper bolt 15 carries a cast iron funnel 22 at the top retracted piston is closed by this from below. The cast iron funnel 22 is designed at the bottom so that it is in the middle directly on the upper edge of the Copper bolt sits tightly, but on the other hand still leaves room for a z. B. off Hard asbestos existing disk 23, which on the one hand prevents the copper from. is substantially heated up above, but on the other hand a heat build-up compared to the forms cooled part. The disk 23 lies in the recess 24.

Für die Kühlung sind in den Bolzen 15 von außen tiefe Gewindegänge 28 eingeschnitten, über die ein Messingblechzylinder 25 gelötet ist, an dem die Schlauchtüllen 26 und 27 angebracht sind, so daß das Kühlwasser die obere Bohrung 16 schraubenartig umfließt. Die Feder 29 dient zur Dämpfung des letzten Teils der Abwärtsbewegung. For cooling, the bolts 15 have deep threads from the outside 28 incised, over which a sheet brass cylinder 25 is soldered to which the Hose nozzles 26 and 27 are attached so that the cooling water the upper bore 16 flows around like a screw. The spring 29 is used to dampen the last part of the Downward movement.

Zum Gießen eines Stäbchens wird das gut warme Metall in den Trichter 22 eingegossen, gleichzeitig werden die Kolben 19 und 20 ruckartig nach unten bewegt. Dadurch wird das Metall schnell nach unten gesaugt und kann die Bohrung voll ausfüllen, bevor die Abschreckung eintritt. Nach dem Erstarren des kegelförmigen Eingusses läßt sich durch Aufwärtsbewegung des Kolbens das Probestäbchen leicht entfernen. Ferner wird vorteilhaft durch Einwerfen in Wasser auch der Einguß abgeschreckt, wodurch eine nachträgliche Wiedererwärmung des Stäbchens vermieden wird. The warm metal is poured into the funnel to pour a stick 22 poured in, at the same time the pistons 19 and 20 are moved jerkily downwards. As a result, the metal is quickly sucked down and can completely fill the hole, before deterrence kicks in. After the conical sprue has solidified the test stick can be easily removed by moving the plunger upwards. Furthermore, the pouring is advantageously quenched by throwing it into water, which avoids subsequent rewarming of the stick.

Die-Ausführung nach Abb. 2 stellt insofern eine Verbesserung gegenüber der nach Abb. 1 dar, als die Saugwirkung des z. B. 20 mm breiten Kolbens wesentlich größer ist als die des kleinen 6-mm-Kolbens, der in diesem Fall gegenüber der Ausführung nach Abb. 1 in der Regel keine Ringnuten für Dichtungsringe mehr benötigt. The execution according to Fig. 2 represents an improvement in this respect according to Fig. 1, as the suction of the z. B. 20 mm wide piston is essential larger than that of the small 6 mm piston, which in this case is opposite to the version According to Fig. 1, ring grooves for sealing rings are no longer required as a rule.

PATENTANspROcHE: 1. Vorrichtung zum Gießen von zylindrischen Probekörpern mit kleinem Durchmesser für die Spektralanalyse,- mittels der das flüssige Gießgut in eine gekühlte Kokille durch ruckartiges Ausziehen eines in dieser beweglic.hen Kolbens schnellstens eingesaugt und der erstarrte Körper durch rückläufige Kolbenbewegung ausgeworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (3) über ein Querstück (lla) mit einem in Bqhrungen (9) des Eingusses (6) geführten Gestänge (8) verbunden ist. PATENT CLAIMS: 1. Device for casting cylindrical test specimens with a small diameter for spectral analysis, - by means of which the liquid cast material into a cooled mold by jerkily pulling out one movable in it The piston is sucked in as quickly as possible and the solidified body by reversing the piston movement is ejected, characterized in that the piston (3) has a crosspiece (11a) connected to a rod (8) guided in bores (9) of the sprue (6) is.

Claims

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that on the the end of the rod (8) opposite the crosspiece (ll a) a handle (11) is appropriate.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized by ring grooves (14) serving to seal the piston (3).

4. Device according to claims 1 to 3, characterized by springs (10) attached to the linkage (8).

5. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, characterized marked; that it consists of a cylindrical bolt (15) in which holes (16, 17) are arranged with different diameters.

6. Apparatus according to claim 5, characterized by one of the in the bores (16, 17) are moved by the rod (18) connecting the piston (19, 20).

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the pouring funnel (22) sits in the middle directly on the upper edge of the bolt (15).

8. Device according to claims 6 and 7, characterized by a recess (24) located in the pouring funnel (22) for a z. B. made of hard asbestos existing disc (23).

9. Device according to claims 5 to 8, characterized in that that threads (28) are cut into the bolt (15) from the outside.

10, device according to claim 9, characterized in that about the threads (28) a z. B. made of brass sheet existing cylinder (25) soldered is.

11. Device according to claims 1 to 10, characterized in that that in. The mold two or more casting rooms are arranged.

Printed publications considered: German Patent Specifications No. 570614, 633 267, 889205; French patent specification No. 948275.