DE1583647B1 - DEVICE FOR PASTING METALS AND OTHER SUBSTANCES UNDER PRESSURE, IN PARTICULAR UNDER GAS PRESSURE, IN THE EVENT OF A GAS COUNTERPRESSURE - Google Patents
DEVICE FOR PASTING METALS AND OTHER SUBSTANCES UNDER PRESSURE, IN PARTICULAR UNDER GAS PRESSURE, IN THE EVENT OF A GAS COUNTERPRESSUREInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zum Gießen von Metallen und anderen gießfähigen Stoffen unter Gasdruck bei gleichzeitiger Einwirkung eines Gasgegendrucks.The invention relates to a system for casting metals and other castable materials under gas pressure with simultaneous action of a gas counter pressure.
Es sind Einrichtungen zum Gießen von Metallen und anderen Stoffen unter Druck bekannt, bei denen die Schmelze unter der Wirkung eines Gasdrucks in die Gießform gebracht wird. Dabei herrscht in der Gießform selbst ein Druck, dessen Größe zweckmäßigerweise etwas niedriger gewählt wird, damit sich eine gewünschte Gießgeschwindigkeit einstellt die vorzugsweise so groß ist, daß die Schmelze im Laufe des Gießvorgangs (der mit dem Emporsteigen der Schmelze im Eingußrohr beginnt und mit dem Erstarren der die Form ausfüllenden Schmelze endet) keine Luft einwirbelt. Die Gießgeschwindigkeit ist also durch Regelung des Unterschiedes zwischen diesen beiden Drucken einzustellen. Dem Vorgang geht eine Vorbereitung voraus, bei der der Druck in allen Teilen der Einrichtung vom atmosphärisehen bis auf den gewünschten Wert erhöht wird. Nach Abschluß des Gießvorgangs wird der Druck vermindert, damit das fertige Gußstück aus der Form genommen werden kann. Bei diesen Übergangsvorgängen können unerwünschte Druckunterschiede zwischen den einzelnen Teilen der Einrichtung entstehen, die entweder ein vorzeitiges Emporsteigen der Schmelze in der Form oder das Eindringen von Luft durch das Eingußrohr in die Schmelzkammer zur Folge haben.There are devices for casting metals and other substances under pressure are known in which the melt is brought into the casting mold under the action of gas pressure. In the mold itself a pressure, the size of which is expediently chosen somewhat lower, so a desired casting speed is established which is preferably so great that the melt in the The course of the casting process (which begins with the rise of the melt in the pouring tube and with the Solidification of the melt filling the mold ends) no air is swirled in. The casting speed is thus adjust by regulating the difference between these two pressures. The process This is preceded by a preparation in which the pressure in all parts of the facility can be seen from the atmosphere until it is increased to the desired value. After the casting process is complete, the pressure reduced so that the finished casting can be removed from the mold. In these transitional processes undesirable pressure differences can arise between the individual parts of the facility, either a premature rise of the melt in the mold or the penetration of Result in air through the sprue into the melting chamber.
Die bekannten Druckgußanlagen mit Gasgegendruck, wie sie etwa aus der deutschen Auslegeschrift 1178 979 bekannt sind, haben den Nachteil, daß die genannten Störungen im Ablauf der Übergangsvorgänge auftreten und nur durch eine übermäßige Verlängerung der Ablaufdauer zu vermeiden sind, was sich wiederum auf die gesamte Produktionsleistung der Anlage ungünstig auswirkt. Die Gründe hierfür sind die diesen Vorgang kennzeichnenden stark schwankenden Druckverhältnisse in dem aus dem Eingußrohr und der Gießform bestehenden Gießraum, der zunächst mit Gas von Atmosphärendruck gefüllt ist. Zu Beginn des Gießvorgangs steigt der Druck im Gießraum auf den Betriebswert. Nach dem Füllen der Form mit Schmelze, wobei das Gas durch die Entlüftungsöffnungen der Gießform entweicht, sinkt der Druck wieder. Der Gießraum ist allseits von Wänden umgeben, die während des Gießvorgangs nacheinander mit Gas und mit Schmelze mit dem veränderlichen Flüssigkeitsspiegel der am Anfang des Eingußrohres stehenden Schmelze in Berührung treten, Gas und Schmelze gelangen dabei auch an die Entlüftungsöffnungen der Form, die nur das Gas — infolge ihrer geringen Abmessungen natürlich unter starker Drosselwirkung — hindurchlassen. Dieser Konstruktion ist der Nachteil zu eigen, daß selbst bei gleichen Drücken in der Kammer mit der Form und in der Kammer mit dem Schmelzraum durch die Drosselung in den Entlüftungskanälen die Drucksteigerung in der Form mit einer gewissen Verzögerung eintritt, so daß die Schmelze vorzeitig in die Form eindringt. Versucht man dieser willkürlichen Bewegung der Schmelze durch eine Verzögerung der Druckerhöhung im Schmelzraum entgegenzuwirken, so besteht die Gefahr, daß aus der Form durch das Eingußrohr Gas in den Schmelzraum gelangt, unabhängig von der damit verbundenen Verzögerung des Gießvorgangs.The well-known die-casting systems with gas counter pressure, such as those from the German Auslegeschrift 1178 979 are known, have the disadvantage that the disturbances mentioned occur in the course of the transition processes and only through excessive Extension of the expiry time are to be avoided, which in turn affects the overall production output has an unfavorable effect on the system. The reasons for this are characteristic of this process strongly fluctuating pressure conditions in the one consisting of the sprue and the casting mold Casting space, which is initially filled with gas at atmospheric pressure. At the beginning of the casting process increases the pressure in the casting room to the operating value. After filling the mold with melt, with the gas escapes through the ventilation openings of the casting mold, the pressure drops again. The casting room is Surrounded on all sides by walls which, during the casting process, were successively filled with gas and with Melt with the variable liquid level of the melt at the beginning of the pouring tube come into contact, gas and melt also reach the ventilation openings of the mold, which only let the gas through - due to their small dimensions, of course, with a strong throttling effect. This construction has the disadvantage that even with the same pressures in the chamber with the mold and in the chamber with the melting chamber through the throttling in the ventilation channels the pressure increase in the form occurs with a certain delay, so that the Melt penetrates the mold prematurely. One tries this arbitrary movement of the melt to counteract by delaying the pressure increase in the melting chamber, there is a risk of that from the mold through the sprue gas enters the melting chamber, regardless of the associated delay in the casting process.
Vorliegende Erfindung beseitigt diesen Nachteil der bekannten Druckgußanlagen mit Gasgegendruck dadurch, daß eine gesteuerte pneumatische Verbindung zwischen dem von der Gießform und dem Eingußrohr gebildeten Gießraum einerseits und der Schmelzkammer andererseits vorgesehen wird. Diese pneumatische Verbindung besteht zweckmäßigerweise in einer verschließbaren Öffnung, die in der Wand dieses Gießraums, d. h. in der Wand, die während des Gießens mit der Schmelze in Berührung kommt, ausgebildet ist und den Gießraum mit der Kammer des Schmelzbehälters verbindet. Im Gegensatz zu den bekannten Einrichtungen, bei denen — wie erwähnt — Druckänderungen nur vorsichtig und langsam vorgenommen werden können, schafft die erfindungsgemäße Öffnung den Vorteil, daß der in der gesamten Einrichtung herrschende Gasdruck schlagartig verändert, insbesondere erhöht werden kann, ohne daß dabei unkontrollierbare Mengen an Schmelze in die Gießform gelangen.The present invention eliminates this disadvantage of the known pressure die-casting systems with gas counter pressure in that a controlled pneumatic connection between that of the mold and the Injection tube formed casting space on the one hand and the melting chamber on the other hand is provided. These Pneumatic connection is expediently in a closable opening in the Wall of this casting room, d. H. in the wall that comes into contact with the melt during casting comes, is formed and connects the casting space with the chamber of the melting container. In contrast to the known facilities in which - as mentioned - pressure changes only carefully and can be made slowly, the inventive opening creates the advantage that the in the entire device prevailing gas pressure suddenly changed, in particular increased can get into the mold without uncontrollable amounts of melt.
Verschließbare Öffnungen verschiedener Ausbildung zwischen Schmelzbehälter und Gießform bei Niederdruck-Gießvorrichtungen sind zwar aus der deutschen Auslegeschrift 1 209 253 bekannt. Diese Öffnungen dienen jedoch nicht der erfindungsgemäßen Drucksteuerung während des Gießvorgangs.Closable openings of various designs between the melting container and casting mold Low-pressure casting devices are known from German Auslegeschrift 1 209 253. These However, openings are not used for pressure control according to the invention during the casting process.
Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigtIn the following, exemplary embodiments of the invention are described with reference to the drawings. It shows
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Gegendruckgußanlage mit unmittelbarer pneumatischer Verbindung zwischen der Gießform und dem Schmelzbehälter,Fig. 1 is a schematic representation of a counter-pressure casting system with direct pneumatic connection between the casting mold and the melting container,
F i g. 2 die gleiche Anlage, jedoch mit einer mittelbaren Verbindung, die durch die Kammer mit der Gießform führt,F i g. 2 the same system, but with an indirect connection through the chamber with the Casting mold leads,
F i g. 3 eine praktische Ausführung der Verbindung des in Fig. 1 gezeigten Typs mit Ventil im Eingußrohr,F i g. Fig. 3 shows a practical embodiment of the connection of the type shown in Fig. 1 with valve in the Sprue pipe,
F i g. 4 eine andere Ausführung der Verbindung des gleichen Typs, bei der der Schmelzspiegel angehoben wird, undF i g. 4 another embodiment of the connection of the same type in which the melting level is raised will, and
F i g. 5 eine praktische Ausführung der Verbindung des in F i g. 2 gezeigten Typs mit beweglichem Teil der Gießform.F i g. 5 shows a practical embodiment of the connection of the device shown in FIG. 2 with movable type Part of the mold.
Bei der Anlage nach Fig. 1 wird der richtige Ablauf der Übergangsvorgänge durch eine Verbindung sichergestellt, die von einer verschließbaren Öffnung 1 zwischen den Räumen der Gießform 2 und einer Wärmeschutzkammer 3, in der ein Schmelzbehälter 4 angeordnet ist, gebildet wird. Wenn diese Öffnung offen ist, gelangt verdichtetes Gas aus einem Behälters über ein Absperrventile sowie Absperrventile 7 und 8 zu beiden Seiten der Anlage. Unabhängig von der Drosselung der Luft in Entlüftungskanälen 11, von den verschiedenen Widerständen, Volumina, Temperaturen und anderen Bedingungen verhindert die Öffnung 1, daß Schmelze durch das Eingußrohr 9 emporsteigt oder Luft durch dieses Rohr in den Schmelzbehälter 4 gelangt. Nach Erreichen des gewünschten Drucks wird die Öffnung 1 geschlossen, und durch entsprechende Steuerung der Absperrventile 7, 8 und 10 beginnt das Einpressen der Schmelze in die Form 2. Das hier vorhandene verdichtete Gas entweicht über die Entlüftungskanäle 11 in die Kammer 12 der Gießform 2.In the system according to Fig. 1, the correct sequence The transitions are ensured by a connection by a closable opening 1 between the spaces of the casting mold 2 and a heat protection chamber 3, in which a melting container 4 is arranged, is formed. When this opening is open, compressed gas escapes from one Container via a shut-off valve and shut-off valves 7 and 8 on both sides of the system. Regardless of the throttling of the air in ventilation ducts 11, of the various resistances, Volumes, temperatures and other conditions prevent the opening 1 that melt through the The sprue pipe 9 rises or air enters the melting container 4 through this pipe. After reaching the desired pressure, the opening 1 is closed, and by appropriate control of the Shut-off valves 7, 8 and 10 begin the injection of the melt into the mold 2. The one here Compressed gas escapes through the ventilation channels 11 into the chamber 12 of the casting mold 2.
Von gleicher Wirkung ist die in F i g. 2 dargestellte Anordnung der Druckausgleichsöffnung 1',The one shown in FIG. 2 illustrated arrangement of the pressure compensation opening 1 ',
die die Gießform 2 mit der Kammer 12 verbindet. Auch hier stellt sie bei Öffnen die nötige Verbindung zwischen dem Raum der Form 2 und der Kammer 3 des Schmelzbehälters 4 her, wodurch die Drosselwirkung, die die Entlüftungskanäle 11 zur Folge hätten, falls die Verbindung bei erheblicher Gasgeschwindigkeit nur über diese stattfände, ausgeschaltet wird. Da im vorliegenden Fall die weitere Verbindung zwischen der Form 2 und der Kammer 3 des Schmelzbehälters 4 über die bestehenden Speisegasleitungen durch die Absperrventile 7 und 8 stattfindet, können die Widerstände im Gasstrom durch entsprechende Regelung dieser Ventile ausgeglichen werden. Eine solche Regelung kann auch durch ein Ausgleichventil 13 erfolgen, das die Kammer 12 der Gießform 2 mit der Kammer 3 des Schmelzbehälters 4 parallel zu den bestehenden Gasleitungen und Hähnen 7 und 8 verbindet.which connects the casting mold 2 to the chamber 12. Here, too, it provides the necessary connection when it is opened between the space of the mold 2 and the chamber 3 of the melting container 4, whereby the throttling effect, which would result in the ventilation ducts 11 if the connection occurs at a considerable gas velocity only over this would take place is turned off. Since in the present case the further connection between the mold 2 and the chamber 3 of the melting vessel 4 via the existing feed gas lines takes place through the shut-off valves 7 and 8, the resistances in the gas flow can through corresponding regulation of these valves are compensated. Such a regulation can also be implemented by a Compensating valve 13 takes place, which the chamber 12 of the casting mold 2 with the chamber 3 of the melting container 4 connects parallel to the existing gas lines and taps 7 and 8.
F i g. 3 zeigt eine Ausführungsmöglichkeit der verschließbaren Öffnung 1 als Ventil, das auf be- ao kannte Weise von der Außenseite der Kammer des Schmelzbehälters her gesteuert wird.F i g. 3 shows an embodiment of the closable opening 1 as a valve that is on be ao known way is controlled from the outside of the chamber of the melting vessel.
Bei der beispielsweisen Ausführung nach F i g. 4 ist die verschließbare Öffnung la am unteren Ende des Eingußrohres 9 angeordnet, so daß sie während des Übergangsprozesses des Füllens der Anlage mit Druckgas oberhalb des Schmelzflüssigkeitsspiegels steht und sich nach Beginn des Gießprozesses durch Eintauchen in die Schmelze verschließt. Das Eintauchen geschieht beispielsweise durch Heben des Schmelzbehälters mit einer an sich bekannten Hubeinrichtung 14. Natürlich ist dasselbe Ergebnis auch durch Heben der ganzen Kammer 3 mit dem Schmelzbehälter, durch Absenken des Eingußrohres 9 mit der Form 2, durch Schwenken des Eingußrohres oder durch Heben des Niveaus der Metallschmelze mittels elektromagnetischer Pumpwirkung oder auf irgend eine ähnliche Art, die eine relative Verschiebung zwischen dem Schmelzniveau und dem Eingußrohr 9 zur Folge hat, erzielbar.In the exemplary embodiment according to FIG. 4th the closable opening la is arranged at the lower end of the pouring tube 9, so that it during the transition process of filling the system with pressurized gas above the melt liquid level stands and closes after the start of the casting process by being immersed in the melt. The immersion happens, for example, by lifting the melting container with a lifting device known per se 14. Of course, the same result is also obtained by lifting the entire chamber 3 with the Melting container, by lowering the pouring tube 9 with the mold 2, by pivoting the pouring tube or by raising the level of the molten metal by means of electromagnetic pumping action or in any similar way that involves a relative shift between the melt level and the Injection tube 9 results in achievable.
Bei der Ausführung nach F i g. 5 ist die verschließbare Öffnung 1' unmittelbar an der Wand der Gießform 2 angeordnet und als ein bewegliches Teil desselben ausgeführt, das durch an sich bekannte Mittel so verschoben wird, daß es während des Übergangsprozesses des Füllens der Anlage mit Druckgas angehoben und so die gewünschte pneumatische Verbindung hergestellt wird. Zu Beginn des Gießprozesses wird das Teil wieder abgesenkt, wodurch es die Öffnung 1' verschließt und die Form zum Füllen mit Schmelze vorbereitet. Je nach der Konstruktion der Gießform 2 kann das bewegliche Teil unterschiedlich gestaltet werden; beispielsweise kann auch ein Abheben des ganzen Teils der Form oder ein Trennen der ganzen Form von der Mündung des Eingußrohres erfolgen.In the embodiment according to FIG. 5 is the closable opening 1 'directly on the wall of the Casting mold 2 arranged and designed as a movable part of the same, which is known per se Means is shifted so that it is with during the transition process of filling the plant Pressurized gas is raised and the desired pneumatic connection is established. At the start During the casting process, the part is lowered again, whereby it closes the opening 1 'and the mold prepared for filling with melt. Depending on the construction of the mold 2, the movable Part to be designed differently; for example, lifting off the entire part of the form can also be used or the entire mold can be separated from the mouth of the pouring tube.
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