DE19859032C2 - Gießfilter zum Gießen von Metalllegierung - Google Patents
Gießfilter zum Gießen von MetalllegierungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Gießfilter zum Gießen von
Metalllegierung, der aus einem Material mit einer
offenporigen, von der zu vergiessenden Schmelze
durchströmbaren dreidimensionalen Struktur gebildet und im
Anschnittbereich einer Gießform anordenbar ist, mit einem von
der Schmelze durchströmbaren Filterwandbereich, der im
Anschnittbereich einer Gießform so anordenbar ist, daß er zur
Anströmrichtung der Schmelze eine Neigung von weniger als 15°,
vorzugsweise von weniger als 10° aufweist.
Durch die Verwendung eines Gießfilters soll erreicht werden,
dass beim Transport der Schmelze in die Gießform gebildete
Oxidhäute oder noch feste hochschmelzende Verunreinigungen
zurückgehalten werden, so dass sie das Gußgefüge des
herzustellenden Gußstücks nicht beeinträchtigen.
Üblicherweise sind Gießfilter von im Wesentlichen ebenen
Abschnitten eines von der Schmelze penetrierbaren Materials
gebildet. Übliche Gießfilter sind aus Metallgewebe oder
Faservlies hergestellt. Es sind jedoch auch Gießfilter der
eingangs genannten Art mit einer offenporigen,
dreidimensionalen Struktur bekannt, die einen aus keramischem
Material bestehenden Filterkörper umfassen, wobei hierunter
auch die Materialien auf Kohlenstoffbasis verstanden werden.
Insbesondere ist aus EP 0 858 852 A1 ein topfförmig
ausgebildeter Gießfilter bekannt, wobei der Gießfilter im
Topfboden eine Öffnung aufweist, die größer als die Öffnung
der Gußform ist, und durch die der Hauptstrom der Schmelze
fließt. Lediglich ein geringer seitlicher Teilstrom wird durch
den Filter geführt. Diese Anordnung weist den Nachteil auf,
daß die Oxidhaut, die insbesondere auf der Schmelzenfront zu
finden ist, in die Gießform eingetragen wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
derartigen Gießfilter dahingehend zu verbessern, dass der
Vorgang des Füllens der Gießform leichter steuerbar und damit
reproduzierbarer wird.
Diese Aufgabe wird durch einen Gießfilter der genannten Art
gelöst, der erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß
der Filterwandbereich im Wesentlichen den aktiven
Strömungsquerschnitt bildet, durch den die Schmelze in die
Gießform gelangt.
Unter "Anströmrichtung" wird jeweils der lokale
Strömungsvektor verstanden, den die Schmelze aufweist, bevor
sie den Filter lokal berührt.
Unter dem Begriff "Filterwandbereich" des offenporigen
Gießfilters wird eine den Filterkörper bzw. einen Teil des
Filterkörpers begrenzende Oberfläche verstanden.
Der besagte Filterwandbereich braucht nicht eben ausgebildet
zu sein, sondern er kann auch gekrümmt sein. Solchenfalls gilt
die vorstehende Bemessungsangabe für eine jeweilige auf die
Strömungsrichtung projizierbare Tangente an die solchermaßen
gekrümmte Fläche.
Mit der Erfindung wurde festgestellt, dass bei bekannten im
Wesentlichen senkrecht oder quer zur Anströmrichtung
anordenbaren Gießfiltern beim Befüllen der Gießform eine
Oxidhaut auf der vorderen Schmelzenfront die freie
Durchtrittsfläche des Gießfilters sehr stark verringert, indem
sie sich wie ein Tuch über die senkrecht zur Anströmrichtung
angeordnete Anströmfläche legt und damit die Öffnungen des
Gießfilters abdeckt. Um die Schmelze gegen diesen Widerstand
durch die Filteröffnungen hindurch in die Gießform zu drücken,
bedarf es eines erhöhten Fülldrucks, damit die vorhandenen
bzw. sich neu bildende Oxidhäute zerrissen werden. Beim
Hindurchdrücken von Schmelze durch verengte
Gießfilteröffnungen öffnen die Durchtrittsteilflächen nicht
gleichzeitig. Einige bleiben dauernd verschlossen. In den
geöffneten Durchtrittsteilflächen ist die
Strömungsgeschwindigkeit hoch. So kommt es zu einer hoch
turbulenten Strömung hinter dem Filter, was sich auf die
Qualität des Gußstücks negativ auswirkt.
Es wurde mit der Erfindung festgestellt, dass ein in einem
verhältnismäßig geringen Winkel zur Anströmrichtung des
Metalls orientierter, vorzugsweise in dieser Anströmrichtung
liegender penetrierbarer Filterwandbereich das Füllen der
Gießform sehr viel gleichmäßiger, turbulenzarmer und damit
reproduzierbarer macht als dies bislang der Fall war. Dies
läßt sich dadurch erklären, dass die durch den Anschnitt zur
Gießform gedrückte Schmelze mit ihrer Schmelzenfront, wo sie
üblicherweise eine Oxidhaut trägt, auf einen quer zur
Anströmrichtung liegenden, penetrierbaren oder nicht
penetrierbaren Wandbereich auftrifft. Dort wird die Oxidhaut
niedergeschlagen, im Gegensatz zum Gießfilter gemäß EP 0 858 852 A1,
bei dem die Oxidhaut in die Gießform eingetragen
wird. Die Abtrennung der Oxidhaut an diesem Wandbereich ist
sehr vollständig und über das Füllen der Form dauerhaft, wenn
dieser senkrecht zur Anströmrichtung liegende Wandbereich
penetrierbar ausgebildet ist, da solchenfalls die Oxidhaut an
der penetrierbaren Fläche besser anhaftet. Unter der Wirkung
des Fülldrucks wird die Schmelze nach der Erfindung durch den
im wesentlichen in Anströmrichtung oder in einem geringen
Winkel hierzu geneigten Filterwandbereich hindurchgedrückt.
Vorhandene oder sich neu bildende Oxidhäute werden durch die
hierbei erfolgende Umlenkung der Schmelze zerrissen und
behindern den Durchtritt der Schmelze durch den besagten
Filterwandbereich kaum.
Die Höhe des besagten Filterwandbereichs in Anströmrichtung
und damit die Durchtrittsfläche des Gießfilters ist abhängig
vom angestrebten Massenstrom. Eine Höhe von wenigstens 8 mm
hat sich als hinreichend und vorteilhaft erwiesen.
Das offenporige Material, welches einen dreidimensionalen
Filterkörper bildet, ist vorzugsweise ein keramisches
Material, obschon bspw. auch Sinterkörper aus
höherschmelzenden metallischen Materialien denkbar wären.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist der Gießfilter
eine topfförmige Gestalt auf, wobei die in Umfangsrichtung
erstreckte Topfwand den durchströmbaren Filterwandbereich
bildet. Es wäre jedoch auch denkbar und vorteilhaft, wenn der
Gießfilter kastenartig, also mit einer der topfförmigen
Vertiefung entsprechenden kastenförmigen Vertiefung
ausgebildet wäre. Auch hiervon abweichende sonstige Geometrien
sind denkbar.
Als ganz besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn der
Gießfilter röhren- oder kegelabschnittförmig ausgebildet ist,
also eine Durchgangsöffnung mit zwei offene Enden aufweist. Es
können auch mehrere solcher Durchgangsöffnungen nebeneinander
liegen. Der Gießfilter ist so im Anschnittbereich der Gießform
positionierbar, dass seine Längsachse parallel zur
Anströmrichtung verläuft. Die Schmelze gelangt in das Innere
des Gießfilters und wird nach Niederschlagen oder Zerreißen
der Oxidhaut im wesentlichen radial durch den aktiven
Filterwandbereich des Gießfilters gedrückt. Das der Anströmung
gegenüberliegende offene Ende wird durch Flächen der Gießform
(Sand, Stahl, Kupfer) verschlossen. Die Gießform kann z. B. mit
einer Pinole in die Öffnung hineinragen.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
umfaßt der Gießfilter eine Vielzahl von Vertiefungen, die
ausgehend von einer ersten Anströmfläche in Anströmrichtung
ausgebildet sind und wenigstens einen Teil des besagten
Filterwandbereichs bilden. Auf diese Weise kann eine den
Umständen und Anforderungen entsprechende Gesamtfläche des
erfindungsgemäß angeordneten Filterwandbereichs erreicht
werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass entsprechend den besonderen
Gegebenheiten beim Gießprozess und in Abhängigkeit von der
Anschnittgeometrie die Vertiefungen in Form von quer zur
Anströmrichtung erstreckten Rinnen ausgebildet sein können.
Die Vertiefungen können aber auch vollzylindrische oder
kegelstumpfförmige Gestalt aufweisen. Auch eine quaderförmige
oder polyedrische Geometrie kann sich als vorteilhaft
erweisen.
Obschon eine regelmäßige Anordnung der Vertiefung nicht
zwingend vorgeschrieben ist, erweist es sich als vorteilhaft,
wenn die Vertiefungen regelmäßig angeordnet sind, da
solchenfalls die geometrischen Bedingungen leichter erfaßbar
bzw. vorhersagbar sind und daher ein in bestimmter Weise
ausgebildeter Gießfilter zielgerichteter ausgewählt werden
kann. In weiterer Ausbildung dieses Erfindungsgedankens hat
sich für bestimmte Anwendungen eine Anordnung der Vertiefungen
als vorteilhaft erwiesen, die derart regelmäßig ist, dass
jeweils benachbarte Vertiefungen im Wesentlichen die gleiche
Entfernung voneinander haben; d. h. um eine Vertiefung
unmittelbar herum angeordnete Vertiefungen sind auf einer
gedachten Kreislinie um die erstere Vertiefung herum
angeordnet. Man könnte hier von einer wabenartigen Anordnung
der Vertiefungen reden.
Eine hiervon abweichende aber gleichwohl regelmäßige Anordnung
der Vertiefungen ist gegeben, wenn die Vertiefungen in
Anströmrichtung betrachtet nach Art eines Rechteckmusters
angeordnet sind. Auch dies gewährleistet eine über die
Erstreckung des Gießfilters gleichmäßige
Durchdringungscharakteristik.
Nach einem ganz besonders bevorzugten Erfindungsgedanken wird
vorgeschlagen, die Fläche desjenigen Filterwandbereichs der
Vertiefungen, der zur Anströmrichtung der Schmelze eine
Neigung von weniger als 15, vorzugsweise von weniger als 10 Grad
aufweist, so zu wählen, dass er die Hälfte bis das
Doppelte des eine jeweilige Vertiefung umgebenden und dieser
zuordenbaren Flächenanteils der ersten Anströmfläche beträgt.
Es hat sich gezeigt, dass außerhalb dieses Bereichs einerseits
der aktive Strömungsquerschnitt des Gießfilters zu stark
reduziert würde, was zur Erreichung eines hinreichenden
Volumenstroms wieder zu Turbulenzen führen könnte, und dass
andererseits eine zu große aktive Strömungsquerschnittsfläche
aufgrund der Verhältnisse innerhalb des dreidimensionalen
Filterkörpers sich auf das Gießverhalten eher negativ
auswirken würde. Wenn man bspw. bei gleichbleibender Anordnung
und Querschnittsfläche der Vertiefungen deren Tiefe weiter
vergrößert, so bleibt der Strömungsquerschnitt innerhalb des
dreidimensionalen Filterkörpers in dem Bereich zwischen den
Vertiefungen bestehen. Eine zu große Tiefe der Vertiefungen
bewirkt zudem, dass bevorzugt Schmelze durch den unteren
Bereich des besagten Wandbereichs hindurch in die Gießform
gelangt und Schmelze, die weiter oberhalb, also näher der
ersten Anströmfläche in den Filterkörper eintritt, aufgrund
des längeren Wegs innerhalb des Filterkörpers eher behindert
wird, was wiederum zu Inhomogenitäten führt.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfaßt ein
Gießfilter eine Vielzahl von Erhebungen, die ausgehend von
einer ersten Anströmfläche entgegen der Anströmrichtung, also
entgegen dem Schmelzefluß, ausgebildet sind und wenigsten
einen Teil des Filterwandbereichs bilden. Die Erhebungen
können Zylinder-, Quader-, Kegel-, Tetraeder- oder
Pyramidenstruktur aufweisen.
Es hat sich desweiteren als vorteilhaft erwiesen, wenn die
Erhebungen jeweils eine zweite, quer zur Anströmrichtung
verlaufende Anströmfläche bilden, die in Anströmrichtung der
Schmelze der ersten Anströmfläche vorgeordnet ist, so dass die
Schmelzenfront zuerst auf diese zweite Anströmfläche auftritt.
Hierdurch wird eine die Schmelzenfront bedeckende Oxidhaut
aufgerissen und zerfetzt und kann sich in Anströmrichtung an
der nachgeordneten ersten Anströmfläche abscheiden. Diese
zweite Anströmfläche kann von freien Endflächen von Kegel-,
Tetraeder- oder Pyramidenstümpfen der Erhebungen gebildet
sein.
Es hat sich auch bei dieser Weiterbildung des
Erfindungsgedankens als vorteilhaft erwiesen, wenn die Fläche
desjenigen Filterwandbereichs der Erhebungen, der zur
Anströmrichtung der Schmelze eine Neigung von weniger als 15,
vorzugsweise weniger als 10 Grad aufweist, die Hälfte bis das
Doppelte des eine jeweilige Erhöhung umgebenden und dieser
zuordenbaren Flächenanteils der ersten Anströmfläche beträgt.
Es wird ferner darauf hingewiesen, dass bei einem Gießfilter
Erhebungen und Vertiefungen auch kombiniert miteinander
vorgesehen sein können.
Es wird darauf hingewiesen, dass auch die Anordnung eines
Gießfilters wie er vorausgehend beschrieben wurde im
Anschnittbereich einer Gießform derart, dass der von der
Schmelze durchströmbare Filterwandbereich zur Anströmrichtung
der Schmelze eine Neigung von weniger als 15, vorzugsweise von
weniger als 10 Grad aufweist, wobei der Filterwandbereich im
wesentlichen den aktiven Strömungsquerschnitt bildet, durch
den die Schmelze in die Gießform gelangt, als Teil der
Erfindung betrachtet wird.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus der zeichnerischen Darstellung nachfolgenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen des
erfindungsgemäßen Gießfilters. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines topfförmig
ausgebildeten Gießfilters;
Fig.
2a, 2b eine Schnittansicht des Gießfilters nach Fig. 1
gesehen in Richtung der Pfeile II-II vor und während
eines Schmelzendurchtritts;
Fig. 3 eine Schnittansicht eines weiteren erfindungsgemäßen
topfförmigen Gießfilters;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines weiteren
erfindungsgemäßen Gießfilters;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer weiteren
Ausführungsform eines Gießfilters mit einer Vielzahl
von kastenförmigen Vertiefungen;
Fig. 6 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Gießfilters mit wabenartig angeordneten Vertiefungen
mit hexagonaler Querschnittsfläche;
Fig. 7 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Gießfilters mit einer Vielzahl von vollzylindrischen
Vertiefungen;
Fig. 8 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Gießfilters mit einer Vielzahl von quaderförmigen
Erhebungen;
Fig. 9 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Gießfilters mit einer Vielzahl von pyramidenförmigen
Erhebungen;
Fig. 10 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Gießfilters mit tetraetischen Erhebungen;
Fig.
11-13b schematische Darstellungen der Draufsicht auf
verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Gießfilters mit verdeutlichenden Angaben;
Fig. 14 die Anordnung eines röhrenförmigen Gießfilters im
Anschnittbereich einer Gießform.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines topfförmig
ausgebildeten Gießfilters 2, der in Fig. 2 im Schnitt
dargestellt ist. Der Gießfilter 2 umfaßt einen ersten im
Wesentlichen senkrecht zur Anströmrichtung 4 der Schmelze
orientierbaren Filterwandbereich 6 und einen zweiten
zylinderwandförmigen und in Strömungsrichtung 4 angeordneten
Filterwandbereich 8. Der Gießfilter ist aus einem keramischen
offenporigen Filterkörpermaterial 10 gebildet.
Es wurde festgestellt, dass sich die Schmelzenströmung nach
dem Durchdringen des Filters mit Schmelze so ausgestaltet,
dass der wesentliche Strom durch den in oder parallel zur
Anströmrichtung 4 der Schmelze orientierten zweiten
Filterwandbereich 8 sehr gleichmäßig und turbulenzarm
einstellt. Die Strömungsverteilung der Schmelze zeigt
deutliche Unterschiede zwischen dem Zustand a) bevor die
Schmelze den Filter erreicht und b) während des Durchströmens
des Filters.
In Fig. 2b sind Strömungslinien 12 angedeutet, welche den
Schmelzefluß durch den Filterkörper hindurch veranschaulichen
sollen.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Gießfilters 14, wiederum mit einem in
Anströmrichtung 16 der Schmelze orientierten Filterwandbereich
18.
Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Gießfilters
20 mit zwei rinnenförmigen Vertiefungen 22, die sich von einer
ersten Anströmfläche 24 ausgehend in Anströmrichtung 26 der
Schmelze erstrecken. Die rinnenförmigen Vertiefungen 22 werden
in Anströmrichtung 26 von einem ersten Filterwandbereich 28
begrenzt und desweiteren beidseits von in Anströmrichtung 26
erstreckten zweiten Filterwandbereichen 30. Auch hier sind den
Schmelzefluß durch den Filterkörper während der Durchströmung
andeutende Strömungslinien 32 dargestellt.
Die Fig. 5 bis 7 zeigen drei weitere Ausführungsformen des
erfindungsgemäßen Gießfilters. Der Gießfilter 34 nach Fig. 5
umfaßt eine Vielzahl von Vertiefungen 36, die ausgehend von
einer ersten Anströmfläche 38 sich in Anströmrichtung 40 der
Schmelze erstrecken. Die Vertiefungen 36 haben quadratischen
Querschnitt und sind in einem regelmäßigen Rechteckmuster
ausgebildet. Die senkrecht zur Anströmrichtung 40 orientierten
Filterwandbereiche 42 stellen die Hauptdurchtrittsflächen für
die Schmelze in dem Filterkörper dar. Bei dem in Fig. 6
dargestellten Gießfilter 44 ist eine Vielzahl von Vertiefungen
45, wiederum ausgehend von einer ersten Anströmfläche 46
vorgesehen. Die Vertiefungen 45 haben eine regelmäßige
Sechseckstruktur und sind so angeordnet, dass um eine
Vertiefung herum angeordnete weitere Vertiefungen von der
ersteren denselben Abstand aufweisen. Entsprechendes gilt für
die zylinderförmigen Vertiefungen 48 des Gießfilters 50 nach
Fig. 7.
Die Fig. 8 bis 10 zeigen weitere Ausführungsformen des
erfindungsgemäßen Gießfilters, wobei von einer ersten
Anströmfläche Erhebungen entgegen der Anströmrichtung der
Schmelze ausgebildet sind.
Fig. 8 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Gießfilters
52 wiederum aus einem offenporigen keramischen Körper. Der
Gießfilter 52 weist eine erste Anströmfläche 54 auf, von der
sich eine Vielzahl von Erhebungen 56 entgegen der
Anströmrichtung 58 der Schmelze erstreckt. Die Erhebungen 56
sind regelmäßig angeordnet und bilden quaderförmige Vorsprünge
gleicher Länge. Ihre freien Enden bilden jeweils eine zweite
Anströmfläche 60, auf welche die Schmelzenfront zuerst
auftrifft. Dabei wird die Oxidhaut der Schmelzenfront
zerrissen. Sie scheidet sich auf der zweiten Anströmfläche 60
bzw. an der nachfolgenden ersten Anströmfläche 54 ab. Die
seitlichen Wände der Vorsprünge 56 bilden einen im
wesentlichen in Anströmrichtung 58 erstreckten
Filterwandbereich 62, der die Hauptdurchtrittsfläche der
Schmelze in den Filterkörper bildet.
Der Gießfilter 64 nach Fig. 9 umfaßt entsprechende Erhebungen
66, die jedoch Dreieckspyramidenform aufweisen. Der Gießfilter
68 nach Fig. 10 zeigt tetraederförmige Erhebungen 70. Bei
beiden Ausführungsbeispielen der Fig. 9 und 10 ist eine
Trennfläche 72, 74 angedeutet, welche eine pyramiden- bzw.
tretraederstumpfförmige Ausgestaltung der Erhebungen 66, 70
bezeichnen soll.
Sowohl bei Gießfiltergeometrien, welche Erhebungen aufweisen,
als auch bei solchen, welche Vertiefungen aufweisen, erweist
es sich als besonders vorteilhaft, wenn die Vertiefungen bzw.
Erhöhungen derart bemessen sind, dass die Fläche des
Filterwandbereichs, der zur Anströmrichtung eine Neigung von
weniger als 10 Grad aufweist, die Hälfte bis das Doppelte des
eine jeweilige Vertiefung umgebenden und dieser Vertiefung
zuordenbaren Flächenanteils der ersten Anströmfläche beträgt.
Zur Verdeutlichung soll dies nachfolgend anhand von runden
Vertiefungen in Rechteckanordnung (Fig. 11) und in
wabenförmiger Anordnung (Fig. 12) sowie anhand von
rechteckförmigen Vertiefungen oder Erhebungen in
Rechteckanordnung (Fig. 13a) und in versetzter Rechteckform
(Fig. 13b) verdeutlicht werden.
Fig. 11 zeigt eine Draufsicht auf eine angedeutete
Gießfiltergeometrie mit in regelmäßiger Rechteckanordnung
vorgesehenen vollzylindrischen Vertiefungen oder Erhebungen
80, die ausgehend von einer die Zeichnungsebene bildenden
ersten Anströmfläche 82 ausgebildet sind. In gestrichelter
Darstellung ist derjenige Flächenanteil 84 der ersten
Anströmfläche 82 dargestellt, welcher eine betreffende
Erhebung oder Vertiefung 80 umgibt. Seine Länge und Breite ist
mit a und b bezeichnet. Der Durchmesser der Erhebungen oder
Vertiefungen 80 beträgt d.
Die Fläche des schraffiert dargestellten Flächenanteils 84
beträgt demnach
Die Wandfläche des besagten in Strömungsrichtung orientierten
Filterwandbereichs beträgt
π . d . t,
π . d . t,
wobei t die Tiefe oder Höhe einer jeweiligen Vertiefung oder
Erhebung 80 bezeichnet.
In bevorzugter Weise ist die Struktur eines erfindungsgemäßen
Filters derart bemessen, dass folgende Beziehung gilt, die
zuvor bereits verbal beschrieben wurde:
In Fig. 12 ist eine wabenförmige Anordnung dargestellt. Der
einer jeweiligen Erhebung oder Vertiefung 86 zugeordnete
Flächenanteil 88 der ersten Anströmfläche 90 beträgt wiederum
abzüglich der Querschnittsfläche der Erhebung oder Vertiefung
86
Wiederum ist die Geometrie so gewählt, dass die nachfolgende
Beziehung gilt:
Eine entsprechende Darstellung und die entsprechende Beziehung
für eine Struktur nach Fig. 13a mit rechteckförmigen
Erhebungen oder Vertiefungen 92 ist
2(h + 1) . t = (0,5 bis 2) . (a . b - h . 1)
Entsprechendes gilt für die Anordnung nach Fig. 13b.
Schließlich zeigt Fig. 14 einen röhrenförmigen Gießfilter 100
mit zwei offenen Enden, der im Anschnittbereich einer
angedeuteten Gießform angeordnet ist. Eine Pinole 102 bildet
daher ein Stützelement, welches den Gießfilter 100 gegen ein
axiales Widerlager 104 zwingt. Die Pinole 102 umfasst einen
sich in das Innere des Gießfilters hineinerstreckenden
fingerförmigen Fortsatz 104, der eine Kühleinrichtung 106
umfasst bzw. bildet. Hierdurch kann insbesondere bei
Niederdruckgießverfahren mit steigender Füllung der Gießform
und demzufolge von oben nach unten verlaufender Erstarrung der
Schmelze die Erstarrung im Anschnittbereich gesteuert werden
und die Taktzeit für einen Guß reduziert werden.
Claims (22)
1. Gießfilter zum Gießen von Metalllegierung, der aus einem
Material mit einer offenporigen, von der zu vergiessenden
Schmelze durchströmbaren dreidimensionalen Struktur
gebildet und im Anschnittbereich einer Gießform
anordenbar ist, mit einem von der Schmelze
durchströmbaren Filterwandbereich (8, 18, 30, 42, 62),
der im Anschnittbereich einer Gießform so anordenbar ist,
dass er zur Anströmrichtung (4, 16, 26, 40, 58) der
Schmelze eine Neigung von weniger als 15 Grad,
vorzugsweise von weniger als 10 Grad aufweist, dadurch
gekennzeichnet, daß der Filterwandbereich (8, 18, 30, 42,
62) im wesentlichen den aktiven Strömungsquerschnitt
bildet, durch den die Schmelze in die Gießform gelangt.
2. Gießfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
das offenporige Material ein keramisches Material ist.
3. Gießfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
der Filterwandbereich (8, 18, 30, 42, 62) eine Höhe in
Anströmrichtung (4, 16, 26, 40, 58) von wenigstens 8 mm
aufweist.
4. Gießfilter nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet
durch eine topfförmige Gestalt, wobei die in
Umfangsrichtung erstreckte Topfwand den durchströmbaren
Filterwandbereich (8) bildet.
5. Gießfilter nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet
durch eine röhren- oder kegelabschnittförmige Gestalt mit
zwei offenen Enden.
6. Gießfilter nach Anspruch 1, 2 oder 3 gekennzeichnet durch
mehrere röhren- oder kegelabschnittförmige
Durchgangsöffnungen mit zwei offenen Enden.
7. Gießfilter nach Anspruch 5 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, dass in das bzw. die offene(n) Ende(n)
direkt oder indirekt gekühlte Pinolen der Gießform
eingreifen.
8. Gießfilter nach Anspruch 7, daß die Pinole in dasjenige
offene Ende einer jeweiligen Durchgangsöfnung eingreift,
welches dem einströmseitigen Ende gegenüberliegt.
9. Gießfilter nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von
Vertiefungen (22, 36, 45, 48, 80, 86, 92), die ausgehend
von einer ersten Anströmfläche (24, 38, 46, 82) in
Anströmrichtung ausgebildet sind und wenigstens einen
Teil des Filterwandbereichs (30, 42) bilden.
10. Gießfilter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass
die Vertiefungen (22) in Form von Rinnen ausgebildet
sind.
11. Gießfilter nach Anspruch 9 oder 10, dadurch
gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (48)
vollzylindrisch ausgebildet sind.
12. Gießfilter nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch
gekennzeichnet, dass die Vertiefungen kegelstumpfförmig
ausgebildet sind.
13. Gießfilter nach Anspruch 9, 10, 11 oder 12, dadurch
gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (36) quaderförmig
oder polyedrisch ausgebildet sind.
14. Gießfilter nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (22, 36, 44, 48)
regelmäßig angeordnet sind.
15. Gießfilter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass
die Vertiefungen (44, 48, 86) derart regelmäßig
angeordnet sind, dass jeweils benachbarte Vertiefungen im
wesentlichen die gleiche Entfernung voneinander haben.
16. Gießfilter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass
die Vertiefungen (45) wabenartig angeordnet sind.
17. Gießfilter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass
die Vertiefungen (36) in Anströmrichtung betrachtet nach
Art eines Rechteckmusters angeordnet sind.
18. Gießfilter nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis
17, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche desjenigen
Filterwandbereichs (8, 18, 30, 42) der Vertiefungen, der
zur Anströmrichtung der Schmelze eine Neigung von weniger
als 10 Grad aufweist, die Hälfte bis das Doppelte des
eine jeweilige Vertiefung umgebenden und dieser
zuordenbaren Flächenanteils (84, 88) der ersten
Anströmfläche (82, 90) beträgt.
19. Gießfilter nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von
Erhebungen (60, 66, 70), die ausgehend von einer ersten
Anströmfläche (54) entgegen der Anströmrichtung (58)
ausgebildet sind und wenigstens einen Teil des
Filterwandbereichs (62) bilden.
20. Gießfilter nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass
die Erhebungen (66, 70) Zylinder-, Quader-, Regel-,
Tetraeder- oder Pyramidenstruktur aufweisen.
21. Gießfilter nach Anspruch 19 oder 20, dadurch
gekennzeichnet, dass die Erhebungen (66, 70) jeweils eine
zweite quer zur Anströmrichtung verlaufende Anströmfläche
(72, 74) bilden, die in Anströmrichtung der Schmelze der
ersten Anströmfläche vorgeordnet ist.
22. Gießfilter nach Anspruch 19, 20 oder 21, dadurch
gekennzeichnet, dass die Fläche desjenigen
Filterwandbereichs (62) der Erhebungen (56), der zur
Anströmrichtung (58) der Schmelze eine Neigung von
weniger als 10 Grad aufweist, die Hälfte bis das Doppelte
des eine jeweilige Erhöhung (56) umgebenden und dieser
zuordenbaren Flächenanteils (84, 88) der ersten
Anströmfläche (54) beträgt.
Priority Applications (1)
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