DE1267801B - Begasungsvorrichtung fuer die Kokille einer Niederdruckgiessanlage - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

B22d

Deutsche Kl.: 31 b2-35/00

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

P 12 67 801.2-24
28. Oktober 1965
9. Mai 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Begasen der Kokille einer Niederdruckgießanlage, mittels der ein inertes Gas vor dem Gießen durch ein zwischen dem Steigrohr und der Bodenplatte der Kokille angeordnetes Übergangsstück in die Kokille einleitbar ist, aus der es die Luft und andere unerwünschte Gase allmählich nach oben verdrängt.

Es ist bereits bekannt, die Gießformen und Kokillen mit Hilfe eines inerten Gases von Luft und anderen unerwünschten Gasen zu reinigen. Als inertes Gas kommt dabei z.B. Argon in Betracht, das schwerer als Luft ist. Mit Hilfe dieses in die Gießform eingeleiteten Gases werden die Luft und andere unerwünschte Gase aus der Form verdrängt.

Es gibt verschiedene Ausbildungsformen von Niederdruckgießvorrichtungen, von denen eine aus einem Steigrohr besteht, durch das aus einer seitlich gelegenen Gießpfanne flüssiges Metall in eine oben auf das Rohr aufgesetzte Gießform eingedrückt wird, ao Bei einer derartigen Vorrichtung ist die Gießform oder Kokille auf ein Übergangsstück aufgesetzt, durch das sich bis in die Gießform hinein der Gießkanal erstreckt. Mit diesem Übergangsstück, das gleichzeitig als Schiebergehäuse dienen kann, wird die Gießform auf den Kopf eines Steigrohres aufgesetzt.

Es ist bekannt, eine Gießform während des Einleitens von inertem Gas unter Druck mittels einer Membran zu verschließen. Das Gas kann dadurch nicht ohne Widerstand entweichen, sondern wird gezwungen, sich nach oben in der Gießform auszubreiten und dabei die unerwünschten Gase aus der Gießform herauszudrängen. Der bekannte Aufbau hat jedoch den Nachteil, daß das Einführen des Argons in die Gießform mittels einer Lanze geschieht, wobei eine Turbulenzströmung kaum zu vermeiden ist, so daß eine Mischung des Argons mit der Luft nicht ausgeschlossen werden kann. Dadurch wird der Begasungsvorgang in seiner Wirksamkeit beeinträchtigt. Außerdem läßt sich dieses vom fallenden Gießen bekannte Verfahren nicht ohne weiteres auf das steigende Gießen beim Niederdruckgießverfahren übertragen.

Es sind auch noch andere Reinigungsverfahren bei fallendem Gießen bekannt. Bei einem dieser Verfahren wird das von oben her in die Gießform eingeleitete Reinigungsgas unten aus der Form abgesaugt. Nachteilig ist dabei, daß relativ viel Reinigungsgas durch die Gießform oder Kokille hindurchgeleitet werden muß, bis alle Reste der unerwünschten Gase aus der Gießform oder Kokille herausge-Begasungsvorrichtung für die Kokille einer
Niederdruckgießanlage

Anmelder:

Edmund Quincy Sylvester, Cleveland, Ohio

(V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Negendank, Patentanwalt,

2000 Hamburg 36, Neuer Wall 41

Als Erfinder benannt:

Edmund Quincy Sylvester, Cleveland, Ohio

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 23. November 1964
(413 132)

spült sind. Noch größer sind die Reinigungsgasverluste, wenn entsprechend einem weiteren, ebenfalls bekannten Verfahren das ohne Hilfsmittel von oben eingelassene Reinigungsgas von unten nicht abgesaugt wird. In diesem Fall ist eine anfängliche Durchmischung mit den unerwünschten Gasen infolge einer starken Turbulenz unausbleiblich. Schließlich ist es auch bekannt, Rauch oder Nebel entwickelnde Stoffe zu verwenden, die beim Zusammentreffen mit dem flüssigen heißen Metall verdampfen. Dabei ist ein wirkliches Entfernen der unerwünschten Gase aber überhaupt fraglich.

Da es sich bei allen zuletzt erwähnten turbulenzbehafteten Verfahren immer um einen fallenden Guß handelt, können diese ohnehin nicht als Ausgangsbasis für das steigende Gießen benutzt werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Begasungsvorrichtung für eine Niederdruckgießanlage zu schaffen, bei der das Auftreten einer Turbulenzströmung vermieden wird.

Die gestellte Aufgabe ist dadurch gelöst, daß gemäß der Erfindung das inerte Gas zunächst über einen Gasstutzen in den Ringkanal eines Übergangsstückes gelangt und von dort auf Grund der

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Nachgiebigkeit einer das Steigrohr verschließenden Membran in den Gießkanal und in die Kokille einströmt.

Die Membran hebt sich bei der Vorrichtung nach der Erfindung gleichmäßig von dem Bodenrand des Übergangsstückes ab. Dadurch wird es möglich, das Gas zu gleicher Zeit von allen Seiten radial in den Gießkanal einströmen zu lassen. Es hat sich gezeigt, daß bei einem derartigen radialen Einströmen Tur-

34, die dazu dient, die Abkühlgeschwindigkeit der Form zu erhöhen, auf dem Übergangsstück 12 befestigt.

Die Bodenplatte 34 weist eine ZentralÖffriung 35 auf, in der ein keramisches Futter 36 angeordnet ist, welches einen Teilabschnitt des Gießkanals 32 begrenzt. Unterhalb der Bodenplatte 34 befindet sich ein senkrecht zur Zeichenebene beweglicher Schieber

14 bezeichnet, unter der ein Steigrohr 16 angeordnet ist, auf dem das Übergangsstück aufsitzt. Die Kokille 14 besteht aus mehreren, beispielsweise aus Graphit bestehenden Blöcken 18, die einen Formhohlraum 5 20 bilden. Das Steigrohr 16 weist einen Schaft 22 und einen Kopf 14 mit einer nach oben kegelmantelförmig zulaufenden Fläche 26 auf, welche mit einer entsprechenden Fläche des Übergangsstückes dichtend in Berührung steht. Das Innere des Steigrohres bulenzströmungen nahezu vollständig ausgeschaltet io 16 ist mit einem Futter 28 aus vorzugsweise kerasind. Der Reinheitsgrad der Begasung der Gießform mischem Material ausgekleidet und begrenzt einen wird damit beträchtlich verbessert. ringförmigen Einlaufkanal 30. Durch das Steigrohr

Darüber hinaus hat der Aufbau der Vorrichtung und das Übergangsstück hindurch kann geschmolnach der Erfindung den Vorteil, daß durch die zir- " zenes Metall tinter Druck nach oben in die Kokille sätzliche Ausbildung des Übergangsstückes als Be- 15 gedrückt werden.

gasungsvorrichtung der Einsatz von Lanzen oder Auch in dem Übergangsstück ist ein senkrechter

Fallrohren zur Begasung überflüssig wird. Kanal 32_; ausgebildet, der im "zusammengesetzten

Der Gaskanal ist in einer ringförmigen Vertiefung Zustand mit der-Gießform und dem Gießrohr fluchausgebildet, die sich von der Bodenfläche des tet und den Kanal 3G mit dem Formhohlraum 20 Übergangsstückes in dieses hinein erstreckt und mit ao verbindet, dem Gaseinlaß in Verbindung steht. ^;* Die Kokille ist mit einer metallischen Bodenplatte

Nach einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist die Membran verbrennbar ausgebildet. Hierzu, kann sie beispielsweise aus Papier bestehen. Es ist jedoch auch möglich, sie aus einer 35 Metallfolie zu fertigen, die von dem aufsteigenden flüssigen Metall sofort weggeschmolzen wird. Das Entfernen der Membran wird dadurch absolut überflüssig.

Nach einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung 30 38, der mittels Führungsstäben 40 geführt ist. Auch der Erfindung ist die Membran mittels eines Spreng- '■'■ der Schieber 38 ist. mit einer Öffnung 41 versehen, ringes am Rand der Bodenfläche festlegbar. Ein sol- die wiederum mit einem keramischen Futter ausgecher Sprengring kann leicht in das Übergangsstück kleidet ist. Unterhalb des Schiebers 38 befindet sich eingesetzt und aus ihm herausgenommen werden, ein Einlauf-Einsatzstück 44 mit einer mit einem wodurch sich die Arbeitszeiten für das Einsetzen der 35 keramischen Futter 46 ausgekleideten Öffnung 45. Membran wesentlich verkürzen lassen. "^; Bodenplatte, Schieber und Einsatzstück 44 liegen

Bei einer Weiferbildung der Erfindung ist der Auf- auf dem Unterteil 48 des Zwischenstückes auf und nehmer mit einem sich rings um die Bodenfläche er- sind fest miteinander verbunden. Von dem Überstreckenden Ansatz versehen, dessen Innenwandung gangsstück mit dem Teilstück 50 reicht ein ringförsich von der Bodenfläche ab kegelmantelförmig er- 4° iniger Ansatz 52 herab, welcher eine Ausnehmung weitert und in den dichtend der Kopf des Gießrohres " mit sich kegelmantelförmig erweiternder Wand 55 einführbar ist, der eine entsprechend zum Aufnehmer und einer ringförmigen Stirnfläche 57 begrenzt, hin kegelförmig sich verjüngende Mantelfläche auf- welche zugleich die Bodenfläche des Aufnehmers weist. Durch die kegelmantelförmige Verbindung für. das Gießrohr darstellt. Die Flächen 55 und zwischen Aufnehmer und Gießrohrkopf ist auf ein- 45 Fläche 26 liegen dichtend aufeinander auf. Das fache Weise eine gute dichtende Verbindung Übergangsstück 48 ist wieder mit einer Öffnung 58 zwischen dem Aufnehmer und dem Gießrohr erziel- versehen, welche eine keramische Verkleidung 58a bar. Dabei kann die Vorderfläche des Steigrohr- aufweist. Das Übergangsstück 48 ist weiterhin mit kopfes entweder unmittelbar an der Membran an- einer Radialbohrung 59 versehen, die eine zu einem liegen oder aber bei einer entsprechend abgeänder- 50 Vorratsbehälter für ein Inertgas, beispielsweise ten Durchmesserwahl des Steigrohrkopfes einen ge- Argon, führende Leitung 60, die vorzugsweise einen wissen Abstand von der Membran einhalten. Wäh- Schnelltrennverschluß 62 aufweist, mit einer nach rend im ersteren Falle vor dem Gießprozeß das unten gerichteten Bohrung 64 verbindet. Die Boh-Übergangsstück mit der Kokille ein wenig von dem rung 64 mündet dann schließlich in eine ringförmige Steigrohrkopf abgehoben werden muß, um der Mem- 55 Vertiefung. Ih dieser Vertiefung befindet sich ein mit bran die Ausweichmöglichkeit zu geben, entfällt im ' Schrauben 72 festgelegter Ring 70, dessen Außenanderen Falle dieses Abheben, womit aber ein Eindringen von Metall in den verbliebenen Spalt verbunden ist.

Die Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung 60 dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch die Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Ansicht der Bestandteile der Vorrich- 65 halten ist.

rung nach Fig. 1, teils in Ansicht, teils im Schnitt. Zum Festlegen wird der Membranrand in die Nut

Bei der in den Zeichnungen dargestellten Vorrich- gelegt, worauf der Sprengring darübergeklemmt

tang ist mit 12 ein Übergangsstück für eine Kokille wird. Eine ringförmige Dichtung 86, die aus Asbest

wand von der Vertiefung einen ringförmigen Kanal 78 frei läßt, der mit der Senkrechtbohrung 64 in Verbindung steht.

An der Bodenfläche 57 ist eine Membran 80 befestigt, die aus Papier oder einem anderen schnell zu vernichtendem Werkstoff besteht. Die Membran ist mittels eines Sprengringes 82 festgelegt, der seinerseits nachgiebig in einer Umfangsnut 84 ge-

bestehen kann, ist an der Membran beispielsweise durch Verkleben befestigt.

Vor dem Gießen wird Argon unter entsprechendem Druck durch die Leitung 60 und Bohrungen 58 und 64 in den ringförmigen Kanal 78 eingeleitet. Das Gas drückt dann gegen die Membran und wölbt sie nach unten (einschließlich der Dichtung 86) in die durch die strichpunktierte Linie nach F i g. 2 angedeutete Lage, wobei sie einen ringförmigen Durchtrittsspalt zwischen dem Ringkanal 78 und dem Kanal 32 freigibt. Das Argon drückt die Luft und alle anderen Gase vor sich her nach oben und bildet im Kanal 32 eine Säule aus reinem Argon. Der Durchtritt des Gases in den Kanal 32 muß dabei mit ausreichend niedriger Geschwindigkeit vor sich gehen, wodurch das Auftreten von Wirbelströmungen der Luft vermieden wird. Der Zufluß des Argons wird mit solcher Geschwindigkeit fortgesetzt, daß ständig eine Säule aus reinem Argon aufrechterhalten wird, welche die vorhandene Luft und andere Gase aus der Form verdrängt.

Während des Einführens des Argons wird der Aufnehmer 12 entweder von dem Gießrohr entfernt oder, wie in Fig. 2 gezeigt, auf einen genügend großen Abstand von diesem nach oben geschoben, um die nach unten gerichtete Vorwölbung der Membran zu gestatten. Nachdem der Begasungsvorgang abgeschlossen ist, wird das Übergangsstück mit der Gießform abgesenkt oder, falls zweckmäßig, das Steigrohr angehoben, um die Gießverbindung herzustellen. Außer dem engen Kontakt der abgeschrägten Oberfläche 55 mit dem Steigrohrkopf bewirkt die Dichtung 86 eine Abdichtung zwischen der Oberfläche der Ausnehmung und dem Steigrohr.

Wenn das geschmolzene Metall, wie z. B. Stahl im Steigrohr, aufsteigt, gelangt es in Berührung mit der Membran und löst sie auf. Falls sie aus Papier besteht, wird sie verbrannt. Jedoch kann die Membran aus den verschiedensten Materialien gefertigt sein, z.B. aus Aluminiumfolie, die durch geschmolzenen Stahl schnell weggeschmolzen wird.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Begasungsvorrichtung für die Kokille einer Niederdruckgießanlage, mittels der ein Inertgas durch ein zwischen Steigrohr und Bodenplatte der Kokille angeordnetes Übergangsstück vor dem Gießen in die Kokille einleitbar ist, aus der es die Luft allmählich nach oben verdrängt, dadurch gekennzeichnet, daß das Inertgas über einen Gasstutzen (62, 64) in den Ringkanal (78) im Boden des Übergangsstückes (48) gelangt und von dort auf Grund der Nachgiebigkeit einer das Steigrohr (22) gegen den Ringkanal abdichtenden Membran (80) von allen Seiten gleichzeitig radial in den Gießkanal (32) und weiter in den Formhohlraum (20) der Kokille oder Form (14) einströmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (80) aus Papier oder einem anderen brennbaren Stoff besteht.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (80) mittels eines Sprengringes (82) am Rand der Bodenfläche (57) festlegbar ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Übergangsstück (48) mit einem sich rings um die Bodenfläche (57) erstreckenden Ansatz (52) versehen ist, dessen Innenwandung (55) sich von der Bodenfläche ab kegelmantelförmig erweitert und in den dichtend der Kopf (26) des Gießrohres (22) einführbar ist, der eine entsprechend zum Übergangsstück hin kegelförmig sich verjüngende Mantelfläche aufweist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1164 605;
deutsche Patentanmeldung H 8840 VI a/31 c (bekanntgemacht am 7.8.1952);

französische Patentschrift Nr. 851341;
österreichische Patentschrift Nr. 224 824;
britische Patentschrift Nr. 919 580;
USA.-Patentschrift Nr. 2 874 424.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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