DE202005004226U1

DE202005004226U1 - Vakuum-Druckgießanlage

Info

Publication number: DE202005004226U1
Application number: DE200520004226
Authority: DE
Original assignee: INDUTHERM ERWAERMUNGSANLAGEN G; Indutherm Erwarmungsanlagen GmbH
Current assignee: INDUTHERM GIESSTECHNOLOGIE GMBH, DE
Priority date: 2005-03-16
Filing date: 2005-03-16
Publication date: 2005-06-16
Anticipated expiration: 2015-03-17

Abstract

Vakuum-/Druckgießanlage mit einem Behälter (1), in dem ein beheizbarer Schmelztiegel (2) angeordnet ist, welcher eine verschließbare Öffnung (2a) aufweist, und einer Vakuumkammer (3), in welcher ein Trägerelement (4) zur Aufnahme einer Küvette (5) vorhanden ist, welches Trägerelement (4) an einem sich durch den Boden (3a) der Vakuumkammer (3) erstreckenden Transportelement (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (7) vorhanden sind, mittels der das Trägerelement (4) in Schwingung versetzt werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vakuum-/Druckgießanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, mit einem Behälter, in dem ein beheizbarer Schmelztiegel angeordnet ist, welcher eine Öffnung aufweist, und einer Vakuumkammer, in welcher ein Trägerelement zur Aufnahme einer Küvette vorhanden ist, welches Trägerelement an einem sich durch den Boden der Vakuumkammer erstreckenden Transportelement angeordnet ist.
Eine derartige Vakuum-/Druckgießanlage wird von der Patentanmelderin seit vielen Jahren mit großem Erfolg hergestellt und vermarktet. Mittels der bekannten Vakuum-/Druckgießanlage lassen sich insbesondere Guss-Schmuckteile herstellen. Hierzu wird geschmolzenes Edelmetall in in der Küvette ausgebildete, den Schmuckteilen entsprechende Hohlräume gegossen.
Das zur Füllung der Hohlräume benötigte flüssige Edelmetall wird in dem beheizbaren Schmelztiegel erhitzt. Nachdem das Edelmetall flüssig geworden ist, wird die Öffnung des Schmelztiegels geöffnet, wodurch das flüssige Edelmetall durch diese Öffnung sowie eine Öffnung des Behälters in die Vakuumkammer beziehungsweise in die Hohlräume der Küvette fließen kann.
Wenngleich mittels der bekannten Vakuum-/Druckgießanlage auch qualitativ hochwertige Guss-Schmuckteile hergestellt werden können, so sind diese hinsichtlich ihrer Dichte noch nicht optimal.
Aus der DE 100 28 293 A1 ist ein Verfahren zur Behandlung erstarrender Kupferlegierungsschmelzen in Gießformen unter Verwendung von Vibration mit dem Ziel der Einstellung eines feinkörnigen Gefüges bekannt. Hierbei wird eine auf einem Vibrationstisch fest verankerte Gießform in Vibration versetzt. Die Vibration beginnt nach Beendigung der Formfüllung und wird bis gegen Ende der Erstarrung beibehalten.
Der genannten Druckschrift lassen sich keine Hinweise darauf entnehmen, ob das Verfahren auch bei Edelmetallen oder Edelmetalllegierungen, welche teilweise Dendriten bilden, angewendet werden kann. Insbesondere lassen sich der Druckschrift keinerlei Hinweise dahingehend entnehmen, ob die mit dem Verfahren erreichbaren Verbesserungen auch bei Vakuum-/Gießanlagen erzielt werden können. Zudem ist ohnehin nicht bekannt, in welcher Weise bei einer Vakuum-/Gießanlage die Gießform in Schwingung versetzt werden kann, ohne dass die regelmäßig aus Gips bestehende Gießform beschädigt oder sogar zerstört wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine eingangs genannte Vakuum-/Druckgießanlage so auszubilden, dass mit ihr Schmuckteile höherer Dichte herstellbar sind.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Gemäß der Erfindung ist eine Vakuum-/Druckgießanlage mit einem Behälter, in dem ein beheizbarer Schmelztiegel angeordnet ist, welcher eine verschließbare Öffnung aufweist, und einer Vakuumkammer, in welcher ein Trägerelement zur Aufnahme einer Küvette vorhanden ist, welches Trägerelement an einem sich durch den Boden der Vakuumkammer erstreckenden Transportelement angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorhanden sind, mittels der das Trägerelement in Schwingung versetzt werden kann.
Dadurch, dass das Trägerelement in Schwingung versetzt werden kann, lässt sich auch die sich im Vakuum befindliche Küvette während des Erkaltens der Schmuckteile in Schwingung versetzen. Hierdurch unterliegen die sich im Vakuum befindlichen Edelmetallteile während ihres Erstarrens einer Vibration. Dies wirkt sich sehr vorteilhaft auf die Dichte der Schmuckteile aus.
Allem Anschein nach behindert und/oder unterbindet die Vibration bei einem Edelmetall oder einer Edelmetalllegierung das Wachstum der Dendritenarme. Dies führt zu einem kürzeren Dendritenarmabstand und somit zu einer Kornfeinung. Aufgrund der kleineren sich bildenden Dendriten und wegen einer sich bildenden Strömung in der Edelmetallschmelze, wodurch heißere Schmelze in den Bereich eines Dendriten transportiert wird, ergibt sich auch ein verbessertes Nachspeisen der Gussteile. Ähnliches gilt auch für kristallin erstarrende Werkstoffe.
Durch die Vibrationsbehandlung der erstarrenden Metallschmelze wird in den Erstarrungsablauf eingegriffen wodurch eine Feinung des Gefüges und damit verbunden verbesserte Gussteileigenschaften erreicht werden. Des Weiteren wird eine Reduzierung des Porenvolumens erhalten, sowie eine bessere Formfüllung filigraner beziehungsweise schwer zu befüllender Gussmodelle.
In vorteilhafter Weise sind die Mittel zur Erzeugung von Schwingungen durch einen Vibrator gebildet. Mittels des Vibrators lässt sich das Transportelement, welches als Zylinder ausgebildet sein kann, in Schwingung versetzen, wie dies bei einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist.
Als sehr vorteilhaft hat sich auch eine Ausführungsform der Erfindung herausgestellt, bei der zwischen dem Transportelement und dem Vibrator ein Zylinder angeordnet ist. Hierdurch lassen sich die vom Vibrator erzeugten Schwingungen auf einfache Weise und sehr zuverlässig in das Transportelement einkoppeln. Der Zylinder braucht hierzu lediglich mit einer entsprechenden Kraft gegen den Vibrator und das Transportelement zu drücken.
Es hat sich herausgestellt, dass eine sehr geringe Porenbildung bei den Schmuckteilen erreicht wird, wenn die Schwingungsfrequenz zwischen 20 und 75 Hertz, insbesondere zwischen 25 und 50 Hertz liegt.
Sehr vorteilhaft ist es, wenn die erfindungsgemäße Vakuum-/Druckgießanlage zur Herstellung von Edelmetallteilen verwendet wird.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines besonderen Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigt die einzige Figur eine erfindungsgemäß ausgebildete Vakuum-/Druckgießanlage von der Seite im Schnitt.
Wie der Figur entnommen werden kann, weist eine Vakuum-/Druckgießanlage einen Behälter 1 auf, in welchem ein Schmelztiegel 2 angeordnet ist. Der Schmelztiegel 2 ist von einem Tiegelschutzrohr 9 umgeben. Um das Tiegelschutzrohr 9 herum ist ein als Induktor 10 ausgebildetes Heizelement zum Erhitzen eines im Schmelztiegel 2 angeordneten Edelmetalls oder einer im Schmelztiegel 2 angeordneten Edelmetalllegierung.
Der Behälter 2 ist mittels eines Deckels 11 verschließbar. In dem vom Deckel 11 umgebenen Raum erstreckt sich ein Verschlussstab 12, mittels welchem eine im Boden des Schmelztiegels 2 ausgebildete Öffnung 2a verschließbar ist. Zur Betätigung des Verschlussstabs 12 ist ein Betätigungselement 12a vorgesehen, mittels dem der Verschlussstab 12 in die Öffnung 2a einbringbar oder aus der Öffnung 2a entfernbar ist.
Zum leichteren Befüllen des Schmelztiegels 2 ist oberhalb des Schmelztiegels 2 ein Tiegeleinfüllkonus 13 vorgesehen.
Der Schmelztiegel 2 ist auf einer Isolierung 14 angeordnet, durch welche sich eine mit der Öffnung 2a des Schmelztiegels 2 korrespondierende Öffnung 14a erstreckt. Des Weiteren ist im Boden des Behälters 1 eine Öffnung 1a ausgebildet, welche mit der Öffnung 14a der Isolierung 14 und mit der Öffnung 2a des Schmelztiegels 2 korrespondiert. Die Öffnung 1a des Behälters 1 ist mit einem Dichtungsring 1b umgeben.
Unterhalb des Behälters 1 ist eine Vakuumkammer 3 angeordnet, durch deren Boden 3a sich der Kolben 6a eines Küvettenzylinders 6 erstreckt. Der Küvettenzylinder 6 ist unterhalb der Vakuumkammer 3 angeordnet und an der Vakuumkammer 3 befestigt.
Am Zylinder 6a des Küvettenzylinders 6 ist ein als Teller 4 ausgebildetes Trägerelement 4 angeordnet. Auf dem Küvettenteller 4 ist eine Küvette 5 angeordnet.
Im Inneren der Vakuumkammer 3 ist ein Schutzbehälter 15 aus Edelstahl angeordnet.
Die Küvette 5 ist oben mit einer Silikondichtung 16, welche eine Öffnung 16a hat, abgedichtet. Mittels der Silikondichtung 16 lässt sich die Küvette 5 unterhalb der Öffnung 1a des Behälters 1 dicht anbringen. Hierzu braucht lediglich die Kolbenstange 6 aus dem Küvettenzylinder 6 soweit ausgefahren werden, bis die Küvette 5 beziehungsweise die Silikondichtung 16 mit einer genügenden Kraft gegen den Boden des Behälters 1 drückt. In diesem Zustand lässt sich die Küvette 5 beziehungsweise lassen sich die in der Küvette 5 ausgebildeten Hohlräume mit Schmelze aus dem Schmelztiegel 2 befüllen.
Nach dem Befüllen der Hohlräume wird der Kolben 6a des Küvettenzylinders 6 wieder abgesenkt, so dass die Küvette 5 nicht mehr gegen den Boden des Behälters 1 drückt.
Unterhalb des Küvettenzylinders 6 ist eine Traverse 17 angeordnet, an welcher ein Traversenzylinder 8 befestigt ist. Die Traverse 17 ist mittels in der Figur nicht dargestellter Verbindungselemente, welche als Rundstäbe ausgebildet sein können, mit dem Behälter 1 verbunden. An einem dieser Rundstäbe ist auch die Vakuumkammer 3 axial verschieblich und schwenkbar befestigt.
Am Traversenzylinder 8 ist ein Vibrator 7 befestigt, der den Traversenzylinder 8 in Schwingung versetzen kann. Die Frequenz der Vibratorschwingung lässt sich auf einen Wert zwischen 20 und 75 Hertz einstellen. Der Kolben des Traversenzylinders 8 erstreckt sich durch eine Öffnung 17a der Traverse und lässt sich gegen den Küvettenzylinder 6 drücken. Hierdurch wird die Vakuumkammer 3 einerseits gegen den Boden des Behälters 1 gedrückt und andererseits lassen sich die Schwingungen des Traversenzylinders 8 auf den Küvettenzylinder 6 und dadurch auf die Küvette 5 übertragen.
Durch die vorstehend beschriebene Anordnung wird eine Schwingung der Küvette 5 erreicht, mittels welcher die Hohlräume der Küvette in optimaler Weise gefüllt werden. Durch die so erzeugten Schwingungen der Küvette 5 und das in der Vakuumkammer 3 vorhandene Vakuum lassen sich Gussteile aus Edelmetallen oder Edelmetalllegierungen sehr hoher Dichte herstellen.

Claims

Vakuum-/Druckgießanlage mit einem Behälter (1), in dem ein beheizbarer Schmelztiegel (2) angeordnet ist, welcher eine verschließbare Öffnung (2a) aufweist, und einer Vakuumkammer (3), in welcher ein Trägerelement (4) zur Aufnahme einer Küvette (5) vorhanden ist, welches Trägerelement (4) an einem sich durch den Boden (3a) der Vakuumkammer (3) erstreckenden Transportelement (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (7) vorhanden sind, mittels der das Trägerelement (4) in Schwingung versetzt werden kann.
Vakuum-/Druckgießanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (7) durch einen Vibrator (7) gebildet sind.
Vakuum-/Druckgießanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (7) das Transportelement (6) in Schwingung versetzen.
Vakuum-/Druckgießanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Transportelement (6) und den Mitteln (7) ein Zylinder (8) angeordnet ist.
Vakuum-/Druckgießanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsfrequenz 20 bis 100 Hertz, insbesondere 25 bis 50 Hertz beträgt.
Vakuum-/Druckgießanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Herstellung von Edelmetallteilen verwendet wird.