DE1154599B - Vakuumgiessvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vakuumgießvorrichtung mit einer Unterdruckkammer aus einem die Gießform aufnehmenden, gasdichten Untergestell und einem auf das Untergestell gasdicht aufstellbaren, glockenförmigen Deckel, bei welcher das flüssige Metall aus einem oberhalb des Deckels angeordneten Gießgefäß in die Unterdruckkammer gegossen wird.

Das Gießen unter Vakuum ermöglicht es, das flüssige Metall von gelösten Gasen zu befreien. Die Anwendung dieses Verfahrens zum Gießen von Stahlblöcken großer Abmessungen, z.B. für große Schmiedestücke u. dgl., ist an sich vorteilhaft, hat sich jedoch wegen der Größe der Gußstücke als überaus schwierig erwiesen. Blöcke von über 2,5 m Durchmesser und von einem Gewicht zwischen 1501 und 200 t werden häufig gebraucht. Die Unterbringung derart großer Gießformen sowie des Formstuhles erfordert eine Unterdruckkammer mit einem Durchmesser von 5 bis 6 m und einer Höhe von 9 m oder mehr, die für bestmögliche Ergebnisse auf einen Unterdruck von weniger als 0,1 mm Quecksilbersäule absaugbar sein muß. Für die Durchführung des Verfahrens muß das schmelzflüssige Metall aus einer außerhalb der Kammer befindlichen und über dieser angeordneten Gießpfanne eingegossen werden können, so daß die Kammer in der Lage sein muß, nicht nur das Gewicht der Gießpfanne und des in dieser befindlichen Metalls zu tragen, sondern auch den durch das Absaugen auftretenden Drücken Widerstand zu leisten. Dies hat dazu geführt, daß besonders dickwandige und nur von oben zugängliche Kammern gebaut wurden. Die Verwendung solcher Kammern wird durch den Umstand erschwert, daß die Blöcke zwei oder drei Tage lang ungestört zum Abkühlen stehengelassen werden müssen. Während dieser Zeit erreicht der Mittelteil der Blockform Temperaturen bis zu 540° C, während der Kammer benachbarte Teile so verschiedenen Wärmegraden ausgesetzt werden, daß sie sich ungleichmäßig ausdehnen und verziehen- Durch Isolation der Kammer mittels einer feuerfesten Masse kann das Verziehen weitgehend verhindert werden. Feuerfeste Auskleidungen nehmen jedoch, wenn die Kammer geöffnet wird, Luft und andere Gase auf. Diese eingeschlossenen Gase werden beim Absaugen sehr langsam abgegeben, so daß es unmöglich ist, ein geringeres Vakuum als 5 mm Quecksilbersäule zu erzielen, ohne daß der Absaugvorgang unwirtschaftlich lange fortgesetzt werden muß.

Es ist eine Vakuumgießvorrichtung mit einer aus einem die Gießform tragenden Untergestell und einem auf das Untergestell aufstellbaren glocken-Vakuumgießvorrichtung

Anmelder:

United States Steel Corporation,
Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

no Vertreter: Dr.-Ing. E. Maier, Patentanwalt,

München 22, Widenmayerstr. 4

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 30. August 1957 (Nr. 681406)

John N. Hornack, Homestead Park, Pa.,
und William Miller, Thatcher, Pittsburgh, Pa.

(V. St. Α.),
sind als Erfinder genannt worden

förmigen Deckel bestehenden Unterdruckkammer bekannt, bei welcher das flüssige Metall aus einer auf dem Deckel aufgesetzten Gießpfanne in die Unterdruckkammer eingeführt wird. Bei dieser bekannten Vakuumgießvorrichtung muß das Gewicht der auf dem Deckel ruhenden Gießpfanne von dem gasdichten Teil des die Gießform umgebenden Deckels getragen werden, wodurch dieser eine große Stärke erhalten muß, was leicht zu einem Verziehen des Deckels führen kann, wodurch der gasdichte Ab-Schluß gefährdet wird. Es sind deshalb bei derartigen Vorrichtungen Ausmauerungen notwendig, welche ein Verziehen verhindern sollen. Auch bei der bekannten Gießvorrichtung ist eine solche Ausmauerung vorgesehen. Wie bereits erwähnt, nimmt eine solche Ausmauerung Luft und andere Gase auf, welche nur sehr langsam wieder abgegeben werden, so daß die Herstellung eines guten Vakuums schwierig wird und eine sehr lange Zeit in Anspruch nimmt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vakuumgießvorrichtung zu schaffen, die ein verhältnismäßig geringes Gewicht hat und dabei nicht durch ungleichmäßige Ausdehnung oder Zusammenziehung Spannungen ausgesetzt wird, die zu ihrer Beschädi-

gung und Zerstörung führen können, und mit welcher in kurzer Zeit ein für den Gießvorgang ausreichendes Vakuum erzeugt werden kann. Die Erfindung ist

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dadurch gekennzeichnet, daß der glockenförmige Innerhalb des tragenden Rahmenwerkes ist am Deckel der Unterdruckkammer aus einer dünn- Lagerring 36 ein verhältnismäßig dünnwandiger wandigen, gasdichten Haube und einem auf die zylindrischer Mantel 45 befestigt, der an seinem Haube umgebenden Stützen ruhenden Tragteil für oberen Ende durch eine kreisförmige Platte 46 abgedas Gießgefäß besteht und daß zwischen Tragteil und 5 schlossen ist, welche in der Nähe ihrer Verbindungs-Haube eine gasdichte Verbindung vorgesehen ist. stelle mit der Seitenwand des Mantels einen teller-Vorzugsweise ist die Haube mit ihrer oberen Ab- förmig eingedrückten Teil 48 aufweist. Der Teil 48 ist schlußplatte an dem Tragteil aufgehängt. Die obere vorzugsweise aus einem etwas dünnwandigeren Ma-Abschlußplatte kann membranartig ausgebildet sein terial als der übrige Teil der Platte 46 und ermöglicht und wenigstens eine ringförmige Eindrückung auf- io infolge seiner Form und Nachgiebigkeit einen Ausweisen, gleich für die ungleichmäßige Erwärmung und Aus-

Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung an einem dehnung des Mantels beim Gießen des schmelz-

Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeich- flüssigen Metalls in die Kokille M und während der

nung zeigt Zeit zwischen dem Gießen und dem Abheben des

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch das Unter- 15 Glockenteils der Kammer. Die zylindrische Seitengestell und die Glocke, die miteinander die Gieß- wand des Mantels 45 ist von dem Eigengewicht der kammer gemäß der Erfindung bilden, Abschlußplatte 46 dadurch entlastet, daß letztere an

Fig. 2 eine Draufsicht der Kammer bei abgenom- der Platte 42 der Gießpfannenplattform durch eine

mener Gießpfanne, wobei die linke Hälfte der Figur Anzahl Stiftbolzen 50 aufgehängt ist, welche auf der

das Untergestell bei abgenommener Glocke zeigt, und 20 Platte 46 angeordnet sind und sich durch die Platte 42

Fig. 3 im vergrößerten Maßstab die Abdichtung erstrecken. In den Platten 42 und 46 ist ein rohr-

zwischen dem Untergestell und der Glocke. förmiger Teil 52 angeordnet, der einen Eingußkanal

In den Zeichnungen bezeichnet 2 die Vakuum- bildet, durch welchen das schmelzflüssige Metall aus gießkammer gemäß der Erfindung, welche eine der Gießpfanne L in eine Kokille M in der evakuierten Stopfengießpfanne L trägt mit einer Kokille M. Die 25 Kammer eingegossen werden kann. Die Verbindungs-Kammer 2 besteht aus einer Glocke 6 und einem stellen zwischen dem rohrförmigen Teil 52 und den Untergestelle, das auf einem Fundament 10 ange- Platten42 und 46, zwischen der Platte46 und der ordnet ist. Das Untergestell 8 weist eine Grund- zylindrischen Seitenwand des Mantels 45 und zwiplatte 12 und einen Kranz 14 auf, auf dem eine Ring- sehen dem Mantel 45 und dem Lagerring 36 sind platte 16 ruht, deren Oberseite eine Dichtungs- 30 durch ununterbrochene Schweißnähte gasdicht gefläche 18 bildet. Der Kranz kann durch eine Anzahl macht. Für die Inbetriebnahme der Gießvorrichtung kurzer säulenförmiger Stützen 20 und Versteifungs- wird die Kokille M auf den Stuhl S aufgesetzt und platten 22 verstärkt werden, die in Abständen um der Glockenteil auf die Grundplatte abgesenkt, wobei den Kranz herum unter der Ringplatte angeordnet er durch die Platten 28 geführt wird, damit er in die sind und sich auf einer Erweiterung der Grundplatte 35 richtige Abdichtungsstellung kommt. Hierauf wird abstützen. Ein durch den Kranz 14 geführtes Rohr 24 die Gießpfanne L, die mindestens einen Teil des zu verbindet das Innere der Kammer mit einer Vakuum- gießenden Metalls enthält, auf die Platte 42 der Gießpumpe. Innerhalb des Kranzes ist ein Kokillen- pfannenplattform in der Weise aufgesetzt, daß sie auf stuhlS auf einem tragenden Armkreuz aus Doppel- dem Dichtungsring 44 ruht, so daß die Kammer völlig T-Trägern 26 angeordnet, welche auf der Grund- 40 von der Außenluft abgedichtet ist. Sodann wird die platte 12 ruhen. Um die Ringplatte des Kranzes her- Kammer durch die Rohrleitung 24 auf einen Druck um sind Laschen 28 mit nach innen geneigten Füh- von etwa 0,1 mm Quecksilbersäule abgesaugt und rungsflächen 27 in Abständen angeordnet, welche die mit dem Gießen des Blocks begonnen. Das Vakuum Glocke 6 beim Aufsetzen führen. Die Dichtungs- wird so lange aufrechterhalten, bis der Gießvorgang fläche 18 ist in der Nähe ihrer Innenkante mit einer 45 abgeschlossen ist. Beim Gießen großer Blöcke kann ringförmigen Nut 30 versehen, die zur Aufnahme dies das wiederholte Nachgießen von schmelzeines elastischen Dichtungsringes 32 aus natürlichem flüssigem Metall in die Gießpfanne L aus einer TransGummi, Neoprenkautschuk, Silikongummi od. dgl. portpfanne od. dgl. erfordern. Nachdem die Form bestimmt ist. Um eine wirksame Abdichtung sicher- gefüllt ist, können die Vakuumpumpen abgeschaltet zustellen, muß der Dichtungsring eine ausreichende 50 werden und kann die Kammer durch ein Ventil in Dicke im Verhältnis zur Tiefe der Nut 30 haben, so der Absaugleitung 24 wieder mit der Außenluft in daß er mindestens um etwa 20%, jedoch nicht mehr Verbindung gebracht werden. Anschließend können als etwa 30%, zusammengedrückt werden kann, wo- die Gießpfanne und der glockenförmige Deckel 2 abbei, um eine zufriedenstellende Lebensdauer zu ge- gehoben werden, so daß der Block ungestört auf der währleisten, die Nut und der Dichtungsring einen 55 Grundplatte abkühlen kann.

solchen Rauminhalt haben sollen, daß sich der Dich- Da die erfindungsgemäße Gießvorrichtung das

tungsring beim Zusammendrücken seitlich ausdehnen Öffnen der Kammer unmittelbar nach Beendigung

kann und nicht aus der Nut heraustritt Die Grund- des Gießvorganges ermöglicht, ergibt sich eine

platte 12, der Kranz 14 und die Ringplatte 16 sind raschere Abkühlung, als sie bisher erzielbar gewesen

durch ununterbrochene Schweißnähte gasdicht mit- 60 ist. Außerdem kann der Deckel 2 nacheinander für

einander verbunden. mehrere Gießvorgänge auf verschiedene Unter-

Der Glockenteil 6 der Kammer weist eine ring- gestelle aufgesetzt werden. Ferner kann, da das Verförmige Lagerplatte 36 auf, an der säulenförmige ziehen ohne die Verwendung isolierender Ausklei-Stützen 38 befestigt sind. Auf den Stützen 38 sind düngen vermieden wird, rasch ein höheres Vakuum Träger 40 gelagert, die eine Platte 42 tragen, welche 65 erzielt und aufrechterhalten werden
als Plattform für die Gießpfanne L dient, die auf der Das vorangehend beschriebene Beispiel bezieht Plattform unter Zwischenschaltung eines geeigneten sich auf das fallende Gießen, obwohl die Gieß-Dichtungsringes 44 ruht. vorrichtung gemäß der Erfindung ohne weiteres

auch für das steigende Gießen eingerichtet werden kann.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb ihres Rahmens beliebige Abänderungen erfahren.

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vakuumgießvorrichtung mit einer Unterdruckkammer, bestehend aus einem die Gießform aufnehmenden, gasdichten Untergestell und einem auf das Untergestell gasdicht aufstellbaren, glockenförmigen Deckel, bei welcher das flüssige Metall aus einer oberhalb des Deckels angeordneten Gießpfanne od. dgl. in die Unterdruckkammer gegossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der glockenförmige Deckel (2) aus einer dünnwandigen Haube (6) und einem auf die Haube umgebenden Stützen (38) ruhenden Tragteil (40, 42) für die Gießpfanne besteht und daß zwischen Tragteil (40, 42) und Haube (6) eine gasdichte Verbindung (52) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (6) mit ihrer oberen Anschlußplatte (46) an dem Tragteil (40, 42) aufgehängt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Abschlußplatte (46) membranartig ausgebildet ist und wenigstens eine ringförmige Eindrückung (48) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Eindrückung (48) mit geringerer Stärke als die übrige Abschlußplatte (46) ausgeführt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Tragteil (42) eine die Gießpfanne aufnehmende, gasdichte Lagerstelle (44) vorgesehen ist, die über einen rohrförmigen Teil (52) mit der oberen Abschlußplatte (46) der Haube (6) gasdicht verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragteil aus einer Plattform (40, 42) besteht, welche mit den die Haube (6) umgebenden Stützen (38) auf der unteren Lagerfläche (36) des Deckels (2) ruht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der den Deckel (2) tragenden Dichtungsfläche (18) des Untergestells (8) eine ringförmige Nut (30) mit einem zusammendrückbaren Dichtungsring vorgesehen ist und daß der Dichtungsring so bemessen ist, daß die Querschnittsfläche von Nut und Dichtungsring gleich sind, der Dichtungsring in nicht zusammengedrücktem Zustand aber um etwa ein Viertel der Nuttiefe aus der Nut herausragt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die den Deckel (2) tragende Dichtungsfläche (18) des Untergestells (8) von sich nach oben öffnenden Führungsteilen (28) umgeben ist, welche das Aufsetzen der Lagerfläche (36) des Deckels (2) erleichtern.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Untergestell (8) aus einer Bodenplatte (12), einer senkrechten Wand (14) und einer den Deckel (2) aufnehmenden Tragfläche (16) besteht und daß die mit der Wand (14) gasdicht verbundene Tragfläche (16) auf besonderen Stützen (20, 22) ruht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 866 231.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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