DE19720184A1 - Verfahren und Vorrichtung für die zeitabhängige Steuerung der in den Formhohlraum einer Gießform einströmenden Metallschmelze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vor­ richtung für das Abgießen von Gießformen im steigenden Guß mit zeitlich gesteuerter Menge an in den Formhohl­ raum einströmender Metallschmelze.

Insbesondere in Aluminium-Gießereien besteht das Pro­ blem, daß beim Abgießen von Formen das flüssige Metall fontänenhaft spritzende in den Formhohlraum eintritt. Erst nachdem der Formhohlraum zu einem gewissen Maß ge­ füllt ist, beruhigt sich die eintretende Metall­ schmelze, so daß sich eine homogene Oberflächenschicht ausbildet. So hat z. B. flüssiges Aluminium die Eigen­ schaft, daß sich auf dem Flüssigkeitsspiegel sofort eine Oxydhaut bildet, die auf gar keinen Fall in die im Formhohlraum sich bereits befindliche Metallschmelze eindringen darf. Wäre dies der Fall, käme es zu Verun­ reinigungen des Gußstückes, was bis zur Unbrauchbarkeit des selben führen kann.

Um dieses Problem in den Griff zu bekommen, werden spe­ ziell entwickelte Gießvorrichtungen verwendet, bei der die Abgußmenge der Metallschmelze so geregelt wird, daß am Anfang des Gießvorganges die Einströmmenge und auch die Geschwindigkeit des Metalles in den Formhohlraum gering ist, um ein Spritzen zu vermeiden. Erst später, nachdem sich bereits eine bestimmte Menge der Metall­ schmelze im Formhohlraum befindet, wird auf die volle Gießmenge umgeschaltet. Der Gießspiegel im Formhohlraum hat dann einen derartigen Abstand zu den Einströmöff­ nungen, das die Oberfläche auch bei größerer Einström­ menge und bei höherer Einströmgeschwindigkeit ruhig bleibt. Diese Gießvorrichtungen haben sich bewährt, allerdings sind diese aufwendig und teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für die Steuerung der Menge und damit der Geschwindig­ keit des in den Formhohlraum einer Gießform einströmen­ den Gießmaterials sowie eine Vorrichtung zur Durchfüh­ rung des Verfahrens vorzuschlagen, welches bzw. welche im Vergleich zu den herkömmlichen Verfahren und Vor­ richtungen wesentlich kostengünstiger im Betrieb und in der Herstellung ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für das Verfahren dadurch gelöst, daß in den Eingießkanal eine dessen Querschnitt reduzierende Blende eingesetzt wird, deren Öffnung so gewählt ist, daß anfänglich eine geringe Menge und damit eine niedrige Geschwindigkeit der in den Formhohlraum einströmenden Metallschmelze erhalten wird und daß die Blende aus einem solchen Material be­ steht, daß sich deren Öffnung unter dem Einfluß des Gießmaterials zeitabhängig in vorbestimmter Weise ver­ größert.

Eine Gießform für die Durchführung des Verfahrens be­ steht darin, daß z. B. für den Aluminiumguß in den Ein­ gießkanal, und zwar in dem Bereich vor dem Anschnitt in die Gießform, eine Blende mit einer abgestimmten Öff­ nung eingesetzt, die vorteilhaft aus dem Material be­ steht, das der Metallschmelze entspricht. Die Dicke dieser Blende wird so gewählt, daß diese unter der Ein­ wirkung der Metallschmelze schmilzt, wobei die ur­ sprüngliche Öffnung in der Blende und der Schmelzprozeß derart aufeinander abgestimmt werden, daß der maximale Querschnitt des Eingießkanales dann erhalten wird, wenn der Formhohlraum ausreichend derart gefüllt ist, daß durch die erhöhte Gießgeschwindigkeit und Menge der in den Formhohlraum einströmenden Metallschmelze keine Verwirbelung der Oberflächenschicht der Schmelze im Formhohlraum mehr eintreten kann. Vorteilhaft wird eine Blende für einen späteren Abguß gleich mitgegossen, so daß sichergestellt ist, daß das Material der Blende mit dem Gießmaterial übereinstimmt. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung nä­ her beschrieben, in dieser zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäß ausgebildete Gieß­ form bei Beginn des Abgusses,

Fig. 2 die Gießform bei fortschreitendem Einguß und

Fig. 3 die vollständig gefüllte Gießform.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Gießform besteht aus einem Formkasten 1 mit einem Formhohlraum 2, und einem Eingießkanal 3, der in einem gebundenen Formsand 4 ausgebildet ist. Der Eingießkanal 3 besitzt einen Eingießtrichter 8, über den die Metallschmelze in die Gießform eingefüllt wird. In den Eingießkanal 3 ist eine Blende 5 eingesetzt, und zwar vor dem Anschnitt 6, der den Eingießkanal 3 mit dem Formhohlraum 2 verbin­ det. Wie Fig. 1 ausweist, ist die Öffnung 7 in der Blende 5 relativ klein ausgebildet, so daß sich der Gießkanal nach der Blende 5 nur langsam mit Metall­ schmelze füllt, die dann gleichfalls langsam, da nur eine begrenzte Menge an Schmelze nachgeliefert wird, in den Formhohlraum 2 einströmt, wie dies in Fig. 2 darge­ stellt ist. Fig. 2 läßt gleichfalls erkennen, daß in diesem Stadium die Öffnung 7 der Blende 5 sich bereits etwas vergrößert hat, und zwar sind die Ränder der Öff­ nung der Blende 5 zuerst abgeschmolzen. Fig. 3 zeigt dann den Zustand der Blende, wie er sich nach Beendi­ gung des Eingießvorganges ausgebildet hat. Der Form­ hohlraum 2 ist nunmehr vollständig gefüllt, während die Öffnung 7 der Blende 5 der des Querschnittes des Ein­ gießkanales entspricht. Die Dicke der Blende 5 wird so ausgebildet, daß diese dann den in Fig. 3 dargestellten Zustand einnimmt, wenn die maximale Einströmgeschwin­ digkeit in den Formhohlraum nicht mehr zu einer Verwir­ belung der Oberflächenschicht führt. Erfahrungsgemäß kann dieser Zustand bereits nach einem Drittel bis der Hälfte der Füllung des Formhohlraumes erreicht werden.

Die Gießform hat einen zusätzlichen Formhohlraum 9, der dazu dient, eine Blende beim Abguß mit herzustellen. Hierdurch ist sichergestellt, daß Material und Form der Blende den Ansprüchen entspricht und immer eine ausrei­ chende Zahl von Blenden zur Verfügung steht.

Im Gegensatz zu den herkömmlichen komplizierten Gieß­ vorrichtungen, die die Eingießmenge sukzessiv erhöhen, wobei beim anfänglichen Füllen der Gießform eine Ver­ wirbelung dennoch nie ganz vermieden werden kann, be­ steht das erfindungsgemäße Verfahren, bzw. die Vorrich­ tung darin, in den Eingießkanal eine einfach gestaltete Blende einzusetzen, deren Metall dem der Metallschmelze entspricht, so daß hierdurch beim Abschmelzen der sel­ ben keine Verunreinigungen im Gußstück erhalten werden. Diese Blende kann in gleicher Art und Weise wie die Kerne in die Gießform eingelegt werden.

Bezugszeichenliste

1

Formkasten

2

Formhohlraum

3

Eingießkanal

4

Formsand

5

Blende

6

Anschnitt

7

Öffnung

8

Eingießtrichter

Claims (7)

1. Verfahren für das Abgießen von Gießformen im stei­ genden Guß mit zeitlich gesteuerter Menge und Geschwin­ digkeit der in den Formhohlraum einströmenden Metall­ schmelze, dadurch gekennzeichnet, daß in den Eingießka­ nal eine dessen Querschnitt reduzierende Blende einge­ setzt wird, deren Öffnung so gewählt ist, daß anfäng­ lich eine geringe Menge und damit eine niedrige Ge­ schwindigkeit der in den Formhohlraum einströmenden Me­ tallschmelze erhalten wird und daß die Blende aus einem solchen Material besteht, daß sich deren Öffnung unter dem Einfluß des Gießmaterials zeitabhängig in vorbe­ stimmter Weise vergrößert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das als Material der Blende das Gießmaterial gewählt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Materialstärke der Blende so gewählt wird, daß diese den Querschnitt des Eingieß­ kanals dann vollständig freigibt, wenn die Gießform sich so weit mit Gießmaterial gefüllt hat, daß eine Verwirbelung der Oberflächenschicht des Gießmaterials ausgeschlossen ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Öffnung der Blende außermittig, vorteilhaft im Bereich des Bodens des Gießkanals angeordnet ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß in die Gießform ein Abschnitt für die Herstellung einer Blende beim Abguß mit ein­ formt ist.

6. Gießform für die Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einen Formhohlraum, der mittels einem oder mehrerer Anschnitte mit einem Eingießkanal verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß in den Eingießkanal eine Blende eingesetzt ist, die ei­ nen Öffnungsquerschnitt aufweist, der kleiner als der Durchmesser des Eingießkanals ist und daß das Material nach Stärke und Beschaffenheit so gewählt ist, daß es vom Gießmaterial im geforderten Umfang nach vorbestimm­ ter Zeit aufgelöst wird.

7. Gießform nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Blende aus dem gleichen Material wie daß Gießmaterial besteht.