DE1089518B - Verfahren und Vorrichtung zum Evakuieren von Kokillen - Google Patents

Description

Gegenstand vorliegender Erfindung bildet ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Evakuieren von Kokillen, welche eine besonders wirksame Evakuierung von Spezialkokillen gestatten.

Als Kokille wird ein Metallkörper verwendet, der die Form des zu gießenden Gegenstandes als Hohlraum enthält und mit einem abdichtenden Deckel verschlossen ist, wobei eine an der Spitze abschmelzbare rohrförmige Zuleitung für das in die Kokille einzusaugende Metall im Deckel verwendet wird.

Es ist bekannt, Probesauggefäße aus Quarz herzustellen, welche mit einer abschmelzbaren Metallspitze versehen sind und in ihrem Innern ein Vakuum besitzen. Solche Einrichtungen unterscheiden sich jedoch, abgesehen von gewissen Mängeln, die ihnen anhaften, vor allem durch das Verfahren der Evakuierung gegenüber den hier angewendeten Kokillen. Gegenüber diesen bekannten Verfahren unterscheidet sich die vorliegende Erfindung dadurch, daß ein abdichtender Deckel und ein Formkörper getrennt in einen evakuierbaren Raum eingebracht und nach Evakuieren dieses Raumes zu einer Kokille zusammengefügt werden, worauf das Vakuum in dem Raum aufgehoben wird.

Erfindungsgemäß ist der evakuierbare Formhohlraum vorgesehen, in dem der Formkörper und der Deckel durch eine Haltevorrichtung getrennt voneinander angeordnet sind.

Weitere Merkmale sind aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich.

Die Zeichnungen stellen Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch die Einrichtung zur Evakuierung der Kokille,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die geschlossene Kokille im Moment kurz vor dem Durchschmelzen der Metallspitze,

Fig. 3 eine Variante der Einrichtung gemäß Fig. 1 und

Fig. 4 einen Querschnitt durch die Kokille in vergrößertem Maßstab.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens dargestellt. 1 ist ein evakuierbares Gefäß, das über die Dichtfläche 2 mit der Vakuumpumpe in Verbindung steht. 3 bedeutet eine verschließbare Zuleitung, die es gestattet, das Vakuum im Gefäß 1 aufzuheben. 4 ist der Formkörper, der .bei 5 einen Hohlraum besitzt, der der Gestalt des zu gießenden Gegenstandes entspricht. 6 ist eine Eisenplatte, die mit Hilfe der Schraube 7 an den Formkörper 4 angeschraubt ist. 8 stellt einen Magneten dar, der die Eisenplatte 6 durch die Wandung des Gefäßes 1 hindurch festhält, wodurch der Formkörper 4 gleichfalls in seiner Anfangsstellung gehalten ist. 9 zeigt den Verfahren und Vorrichtung
zum Evakuieren von Kokillen

Anmelder:

Georg Fischer Aktiengesellschaft,
Schaffhausen (Schweiz)

Vertreter: Dipl.-Ing. K. Blank, Patentanwalt,
München 22, Widenmayerstr. 36

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 1. Juni 1957

Dr. Heinrich Feichtinger, Schaffhausen (Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden

Deckel, der mit Hilfe der Dichtung 10 an den Formkörper 4 vakuumdicht anschließbar ist. 11 ist ein dicht mit dem Deckel 9 in Verbindung stehendes Rohr, das an der Spitze 12 verschlossen ist. 13 ist ein Quarzrohr, das in das Rohr 11 eingesetzt ist und in den Deckel 9 ragt. 14 ist eine Haltevorrichtung, die den Deckel 9 in geöffneter Stellung festhält.

Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist wie folgt: Zuerst wird der Formkörper 4 in das Gefäß 1 gebracht, so daß derselbe mit Hilfe des Magneten 8 vermittels der Eisenplatte 6 in der Ausgangslage gehalten wird. Unter dem Formkörper 4 wird in einiger Entfernung der Deckel 9 mit Hilfe der Haltevorrichtung 14 gehalten, und zwar in der Weise, daß der Hohlraum 5 des Formkörpers 4 gegen die Vakuumpumpe offen steht. Um eine bessere Absaugung des Hohlraumes 5 zu bewirken, kann eine Überleitung 15 angebracht werden, die eine bessere Umleitung der abgesaugten Gase gestattet, um die durch den Deckel 9 entstehende Verengung 16 zu umgehen. Die so vorbereitete Vorrichtung wird nun an die nicht gezeichnete Vakuumpumpe angeschlossen, und es wird so lange gesaugt, bis das gewünschte Vakuum erreicht ist. Sobald dies der Fall ist, wird der Magnet 8 weggezogen, dadurch fällt der Formkörper 4 auf den

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Deckel 9, wobei eine Abdichtung mit Hilfe der DichtunglO erfolgt. Nun wird über die Zuleitung 3 das Vakuum im Gefäß 1 aufgehoben, dies kann mit Luft oder anderen Gasen geschehen. Durch den eindringenden Gasdruck wird der Deckel 9 noch dichter an den Formkörper 4 gepreßt. Die Kokille ist geschlossen. Die letztere kann nun aus dem Gefäß herausgenommen werden und ist zum eigentlichen Gießvorgang bereit. Zu diesem Zwecke wird, wie in Fig. 2 dargestellt, die Kokille 4, 9 in eine Umhüllung 17 gesetzt, die aus wärmeisolierendem und dem Angriff der Schmelze widerstehendem Material besteht. An die Schraube 7 der Kokille 4 wird eine Haltestange 18 geschraubt, die es gestattet, die Kokille aus einiger Entfernung in die Schmelze 19 zu tauchen. Bei 20 kann noch die obere Öffnung der Umhüllung 17 abgedeckt werden.

Die Wirkungsweise der Kokille ist folgende: Durch die Schmelze 19 wird die Spitze 12 des Rohres 13 geschmolzen, wodurch der Schmelze 19 der Weg in den Hohlraum S freigegeben wird. Die Spitze 12 kann, aber muß nicht, aus dem gleichen Material wie das Rohr 13 bestehen. Die Spitze 12 kann aus dem ahnliehen Material wie die Schmelze oder aus anderem Werktsoff bestehen. Nach einigen Sekunden bis Minuten Eintauchdauer wird die Kokille mit der Umhüllung aus der Schmelze herausgezogen. Der Deckel 9 kann nun entfernt werden, und der gegossene Formkörper ist zu weiterer Verarbeitung fertig.

Fig. 3 zeigt eine andere beispielsweise Ausführungsform der Vorrichtung. 22 ist das evakuierbare Gefäß, und zwar der Teil, in den der Formkörper 4 mit Deckel 9 eingebracht werden kann. Das Gefäß 22 ist durch eine zum Teil aus einem elastischen (dehnbaren) Körper bestehende Trennwand 24 in zwei evakuierbare Räume geteilt. Der äußere Raum 23 besteht ganz aus einer festen Hülle. 8 ist ein Magnet, der die mit der Kokille verbundene Eisenplatte 6 hält. 25 ist eine Führungshülse, die dazu dient, den Deckel 9 bzw. den Formkörper 4 zu führen. 26 ist ein Dreiwegehahn, der es gestattet, entweder den Raum 27 mit dem Raum 28 zu verbinden oder nur in den Raum 28 über die Zuleitung 29 Luft einzulassen oder in den Raum 27 über die Zuleitung 29 Luft einzulassen. 14 ist die Haiterung des Deckels 9. 2 ist die Dichtungsfläche, mit welcher die Vorrichtung an die Vakuumpumpe angeschlossen ist.

Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist folgende: Der Formkörper 4 wird mit Hilfe des Magneten 8 näch oben zu gehalten, so daß der Deekel 9 bei auf die Vakuumpumpe aufgesetzter Vorrichtung einen Abstand vom Formkörper 4 hält. Zum Evakuieren der ganzen Vorrichtung wird der Dreiwegehahn 26 so gestellt, daß die Räume 27 und 28 miteinander in Verbindühg stehen. Sobald im Raum 27 das gewünschte Vaküüni erreicht ist, wird der Dreiwegehahn umgestellt, so daß der Raum 28 über die Zuleitung 29 mit Luft gefüllt wird. Während dieser Phase ist die Leitüng30 abgesperrt. Das Eindringen der Luft in den Raum 28 bewirkt, daß der elastische Körper 24 zusammengedrückt wird, wodurch der Formkörper 4 gegen den Deckel 9 festgepreßt wird. Nun kann auch in den Räum 27 bei abgestellter Vakuumpumpe über die Leitung 30 Luft eingelassen werden, wodurch der Formkörper 4 wieder in seine Grundstellung zurückkehrt, jedoch die ganze Kokille, Formkörper und Deckel, in geschlossenem Zustand mit nach oben nimmt. Nun wird die ganze Vorrichtung von der Vakuumpumpe abgehoben. Durch einen leichten Stoß wird die verschlossene Kokille vom Magnet lösgelöst und ist, wie vorher beschrieben, betriebsbereit.

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch die Kokille in vergrößertem Maßstab. Der Formkörper 4, der vorzugsweise aus gut wärmeleitenden Stoffen, z. B. Kupfer, hergestellt ist, weist einen Hohlraum 5 auf, welcher zum Zwecke komplizierterer Formgebung des Gußstückes verschiedene Einsätze enthalten kann. Es kann z. B. ein Kern 37 eingesetzt werden, welcher aus Metall oder keramischem Stoff hergestellt ist. Es kann auch ein Einsatz 36,, gleichfalls aus Metall oder keramischem Stoff, vorgesehen werden. 13 ist ein nichtmetallischer, rohrförmiger Körper, beispielsweise Quarz, der in das Rohr 11 eingesetzt ist. 35 ist eine schematische Darstellung einer Haltevorrichtung, die es gestattet, den geschlossenen Deckel gegen Öffnung zu sichern.

Die Kokille kann auch so ausgeführt werden, daß im Deckel ein Rohr angesetzt ist, das am freien Ende eine Dichtungsfläche besitzt, die mit einer Platte abgeschlossen ist.

Die wesentlichen Vorteile der Erfindung sind folgende: Dadurch daß die Kokille einen abnehmbaren Deckel besitzt, kanii dieser schnell und wirksam bis auf das höchste Vakuum evakuiert werden. Die Evakuierung kann mit einer Diffusionspumpe durchgeführt werden, wobei eine vollkommene Entgasung nicht nur des Inrtehraumes 5 erfolgt, sondern der ganze Deckel und die Dichtung 10 werden gründlich entgast. Soweit die Dichtung etwas gefettet ist, wird auch dieses Fett gründlich entgast.

Die Kokille benötigt keine separate Ableitung zum Vakuümsäügen, die ja ihrerseits gegen das hereinschießende Metall geschützt sein müßte. Derartige Schutzvorrichtungen können aber immer zu Störungen führen.

Der in der Kokille abgegossene Körper eignet sich insbesondere gut als Probe zur Durchführung von gasanalytischen Untersuchungen. Der Formkörper kann so ausgebildet sein; daß die Probe die exakte Form aufweist, wie sie zur Gasanalyse benötigt wird.

Die Kokille kann wiederholt benutzt werden, der Formkörper 4 ₍erleidet praktisch keine Abnutzung. Lediglich 8äs RbBf 11 im Deckel muß nach jederii Gebrauch ganz oder teilweise ersetzt werden. Aus diesem Grunde ist es vorteilhaft, das Rohr 11 in den Deckel 9 einzulöten, wenn man den Deckel 9 mehrmals benutzen will.

Die Kokille kann aus Metall und/oder Metalloxyden und/oder hochtemperaturbeständigen Stoffen wie beispielsweise Nitriden, Karbiden, Siliciden oder Bonden bestehen.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Evakuieren von Kokillen, dadurch gekennzeichnet, daß ein abdichtender Deckel und ein Formkörper getrennt in einen evakuierbaren Raum eingebracht und nach Evakuierung dieses Raumes zu einer Kokille zusammengefügt werden, worauf das Vakuum in dem Raum aufgehoben wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein evakuierbafes Gefäß (1), in dem der Formkörper (4) und der Deckel (9) durch eine Haltevorrichtung

(14) getrennt voneinander angeordnet sind.

3. Aus einem ,hochtemperaturbeständigen Stoff bestehende Kokille, welche die Gestalt des zu gießenden Gegenstandes als Hohlraum enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Fbrmnohlraum

(5) durch einen Deckel (9) vakuumdicht verschließ-

bar ist, an dem eine an der Spitze abschmelzbare rohrförmige Zuleitung (13) für das in die Kokille (4, 9) einzusaugende Metall angeordnet ist.

4. Kokille nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das am Deckel (9) angeordnete Rohr (13) am freien Ende eine Dichtungsfläche besitzt, die durch eine Platte (12) abgeschlossen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das evakuierbare Gefäß (22) aus zwei durch eine elastische Trennwand (24) vakuumdicht voneinander getrennten Räumen (27, 28) besteht, in denen der Formkörper (4) und der

Deckel (9) getrennt angeordnet sind und beide Räume unabhängig voneinander betätigbare Anschlüsse für eine Vakuumpumpe und die Außenluft aufweisen, so daß die elastische Trennwand (24) bei Aufhebung des Vakuums in dem Raum, wo sich die Kokille nicht befindet, ein Zusammenschieben der Kokille mit Deckel bewirkt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Trennwand (24) zwischen den beiden voneinander getrennten Räumen (27, 28) als elastisches Rohr ausgebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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