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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Metallformkörpern. Insbesondere betrifft die Erfindung eine derartige Vorrichtung, mit der es möglich ist, das Wachstum von Metallkristallen durch elektromagnetisches Rühren eines geschmolzenen Metalls, wie beispielsweise einer Aluminiumlegierung, zu unterdrücken, mit der geschmolzenes Metall abgekühlt werden kann, während Restgas aus der Gussform, das sonst zu Formhohlräumen führt, freigesetzt wird, und mit der ein widerstandsfähiger Metallformkörper hergestellt werden kann.
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In der vorliegenden Beschreibung wird stellvertretend für geeignete Metalle beispielhaft auf Aluminium und Aluminiumlegierungen Bezug genommen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann jedoch auch bei anderen, zur Herstellung von Gussformen geeigneten Metallen verwendet werden. Um Aluminiumkörper mit hoher Güte herzustellen, ist es notwendig, dass das Aluminium als Material eine sehr feine Kristallstruktur aufweist und keine Defekte, wie beispielsweise Formhohlräume, enthält. Zur Herstellung eines derartigen Materials wird geschmolzenes Aluminium in die Form eines Rührers (Vorrichtung zur Herstellung eines Metallformkörpers) überführt und das Wachstum von Kristallstrukturen wird dadurch verhindert, dass das geschmolzene Aluminium in der Form gerührt und abgekühlt wird, so dass ein dichtes Material erzeugt wird. Mechanische Kräfte werden manchmal als Rührkräfte verwendet, aber eine elektromagnetische Kraft hat den Vorteil, dass der Rührvorgang in einer kontaktfreien Art und Weise durchgeführt werden kann, was in Anbetracht der ansonsten auftretenden abrasiven Abnutzung von Rührelementen bevorzugt ist.
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Bei elektromagnetischen Rührern werden eine große Anzahl von Spulen entlang einer Wandfläche, speziell der Innenwand, einer Form angeordnet, so dass ein entlang der Wand wanderndes Magnetfeld von einer Gruppe dieser Spulen erzeugt werden kann. Der Strom und das sich ändernde Magnetfeld erzeugen eine elektromagnetische Kraft (Lorentz-Kraft), welche das Metall entlang der Wandfläche bewegt. Das sich entlang der Wandfläche bewegende geschmolzene Metall erreicht das Zentrum, was insgesamt einen Rührvorgang bewirkt. Der Rührvorgang setzt sich fort, bis sich das Metall verfestigt. In manchen Fällen wird das verfestigte Metall als endgültiger Formkörper mit keinen weiteren Modifikationen verwendet. In anderen Fällen wird das verfestigte Metall in eine Pressform überführt, wo es unter Druck umgeformt wird. Das so hergestellte Aluminiummaterial hat eine hohe Stärke und weniger Defekte, wie beispielsweise Formhohlräumen. Daher stellt dieses Aluminiummaterial ein sehr zuverlässiges Material für alle möglichen Metallkomponenten, wie beispielsweise Automobilkomponenten dar.
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Im Allgemeinen wird in einem Aluminiumschmelzofen eine geschmolzene Substanz in einem zylindrischen Schmelztiegel gerührt, wie beispielsweise in
JP 5352236 B1 ,
JP 2009-74103 A , und
JP 2007-144501 A beschrieben. Folglich hat auch die elektromagnetische Rührvorrichtung eine zylindrische Form, ähnlich wie die des Stators eines Elektromotors. Wenn aber beispielsweise eine längliche Struktur aus Aluminium hergestellt werden soll, muss die Rührform selbst auch eine längliche Form besitzen. In einem zylindrischen Schmelzofen kann das Volumen des Ofens sehr groß werden und folglich werden große Anregungskräfte erforderlich, was hinsichtlich Energieaufwand und Kosten unbefriedigend ist. Aus diesem Grund werden lineare Rührvorrichtungen verwendet, wie sie beispielsweise in
JP 2006-289448 A beschrieben sind.
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Hinsichtlich der Struktur der Schubkraft- oder Rühreinheit einer linearen Rührvorrichtung wird auf
JP 2006-289476 A , “Electromagnetic Coil Designed by Magneto-Hydro-Dynamic Simulation”, Shinnittetsu giho vol. 379, und "Development of a Simulation Model for Electromagnetic Stirring in Melting Furnace, Furukawa-sky Review" Nr. 3, 2007 verwiesen.
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Strukturelemente einer Fahrzeugkarosserie und ähnlicher Komponenten sind im Allgemeinen dünn und länglich. Außerdem sind derartige Strukturelemente häufig gebogen oder weisen Knicke auf. Folglich wären in kreisförmigen Rührvorrichtungen wie der oben beschriebenen die Schmelzofenvolumina groß und die Antriebskräfte zum Betrieb wären extrem hoch und folglich schwer zu handhaben. Daher werden für solche Strukturelemente lineare Rührvorrichtungen, wie sie in
JP 2006-289448 A oder in
JP 2006-289476 A bezüglich einer kontinuierlichen Metallgussvorrichtung beschrieben werden, verwendet. Derartige lineare Rührvorrichtungen haben jedoch eine ausgedehnte Struktur und dementsprechend eine lange Beschleunigungsstrecke (vgl.
1). Eine solche lange Beschleunigungsstrecke erhöht die Geschwindigkeit des geschmolzenen Metalls, was zu Problemen führt, wenn das geschmolzene Metall auf eine Wandfläche der Form in einem umgelenkten Bereich oder an einer Umkehrstelle mit kleinem Krümmungsradius trifft (vgl. das Ende
18 in
1), wo das Metall sogar über die Wandfläche nach außen schwappen kann. Insbesondere wenn die Wand der Form geneigt ist, besteht die Gefahr, dass das geschmolzene Metall nach außen schwappt.
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Um derartige Überlaufphänomene zu unterdrücken, werden die Anregungskräfte verringert, so dass die Bewegung des geschmolzenen Metalls beschränkt bleibt und Überschwappphänomene unterdrückt werden. Dadurch wird jedoch die Rührwirksamkeit verringert, so dass ein Metallformkörper mit rein kristalliner Struktur nicht mehr wirksam hergestellt werden kann. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, dieses Problem zu lösen und eine Vorrichtung zur Herstellung von Metallformkörpern bereitzustellen, die in der Lage ist, eine längliche Form effektiv zu rühren und das Überschwappen von geschmolzenem Metall an den Wänden der Form zu verhindern.
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Gelöst wird dieses technische Problem durch die Vorrichtung zur Herstellung eines Metallformkörpers gemäß vorliegendem Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstände der abhängigen Ansprüche. Dementsprechend umfasst eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines Metallformkörpers: eine Form mit einer, in der Aufsicht, länglichen Allgemeinform und eine Vielzahl von Schubkraft- oder Rühreinheiten, die paarweise auf beiden Seiten der Form entlang der Wandfläche angeordnet sind, wobei die Schubkrafteinheitspaare elektromagnetische Spulen aufweisen, die zueinander entgegengesetzte wandernde Magnetfelder erzeugen, wobei die Schubkrafteinheiten in Längsrichtung so angeordnet sind, dass zueinander entgegengesetzte Magnetfelder für jeweils einzelne in Längsrichtung folgende Schubkrafteinheiten oder für eine Reihe aus einigen Schubkrafteinheiten erzeugt werden.
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Eine derartige Herstellungsvorrichtung für einen Metallformkörper kann einen Steuerungsschaltkreis enthalten, der die wandernden Magnetfelder der elektromagnetischen Spulen derart umschaltet, dass die in Längsrichtung angeordneten Schubkrafteinheiten die zueinander entgegengesetzten wandernden Magnetfelder für jegliche gewünschte Anzahl von Schubkrafteinheiten erzeugen. Gegebenenfalls kann die Form insgesamt oder Teile der Form in der Draufsicht gekrümmt sein. Außerdem kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines Metallkörpers vorzugsweise eine Schubkrafteinheit enthalten, die ein schräg zur Vertikalen wanderndes Magnetfeld erzeugt, zusätzlich zu den Schubkrafteinheiten, die ein horizontal wanderndes Magnetfeld erzeugen.
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In der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung eines Metallformkörpers kann eine teilweise kreisförmige Strömung von geschmolzenem Metall in der Form erzeugt werden durch die wandernden Magnetfelder der aus einem Paar oder einer Vielzahl von Paaren von Schubkrafteinheiten erzeugt werden, die entlang der Wand zu beiden Seiten der Form angeordnet sind. Genauer gesagt wird eine Strömung in einer Richtung durch die einzelne oder eine Vielzahl der Schubkrafteinheiten erzeugt, die entlang der Wandfläche angeordnet sind, während eine Strömung in die andere Richtung durch die einzelne oder Vielzahl der Schubkrafteinheiten erzeugt wird, die an der anderen Wand angeordnet sind. Somit wird am Ende jeder Reihe von Schubkrafteinheiten eine Strömung quer zur Längsrichtung der Form erzeugt. Somit kann für jede Schubkrafteinheit eine zirkulierende Strömung erzeugt werden. Die Wanderrichtung des Magnetfeldes einer bestimmten Serie von Schubkrafteinheiten und die Wanderrichtung des Magnetfeldes der anderen Serie von Schubkrafteinheiten, die sich der ersten Serie von Schubkrafteinheiten anschließt, sind zueinander entgegengesetzt und folglich werden die Strömungsrichtungen umgekehrt. Wenn beispielsweise eine Strömung im Uhrzeigersinn in einer ersten Serie von Schubkrafteinheitspaaren erzeugt wird, wird eine Strömung im Gegenuhrzeigersinn in der sich unmittelbar anschließenden Serie von Schubkrafteinheitspaaren erzeugt.
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Folglich wird an jedem Ende der Serien von Schubkrafteinheiten die Strömung entlang der Wandoberfläche abgelenkt und es bildet sich ein Knoten in der Strömung aus. Folglich wird bei einer beschleunigten Strömung die Geschwindigkeit an dem Knoten oder Anknüpfungspunkt reduziert und die Bewegungsenergie in Längsrichtung wird in Rührenergie umgewandelt. Folglich werden die Strömungen, die auf eine Endfläche treffen, und Strömungen, die über eine Wandfläche schwappen können, unterdrückt. Darüber hinaus wird in den Knotenabschnitten das geschmolzene Metall, das von einer Seite kommt, im Gegenstrom zum geschmolzenen Metall von der anderen Seite geführt, was in diesem Bereich ein wirksameres Durchmischen und Rühren bewirkt.
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Bei Ausführungsformen, in denen die Vorrichtung zur Herstellung eines Metallformkörpers eine Steuerungsschaltung umfasst, welche die Richtungen der wandernden Magnetfelder der elektromagnetischen Spulen derart umschaltet, dass die in Längsrichtung angeordneten Schubkrafteinheiten entgegengesetzt wandernde Magnetfelder für jede gewünschte Anzahl von Schubkrafteinheiten erzeugen, können die gewünschte Rührwirkung und Strömungsgeschwindigkeiten je nach Art des Metalls angepasst und optimiert werden. Bei den Ausführungsformen, bei denen die Form in der Draufsicht gekrümmt ist, können gekrümmte Metallformkörper besonders effizient hergestellt werden und die Unterdrückung des Aufpralls oder Überschwappens von geschmolzenem Metall kann wie oben beschrieben unterdrückt werden.
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Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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In den Zeichnungen zeigt:
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1A eine Draufsicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung eines Metallformkörpers;
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1B eine vergrößerte Darstellung einer wesentlichen Komponente der Vorrichtung der 1A;
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2 eine Querschnittsdarstellung der Herstellungsvorrichtung der 1A entlang der Linie II-II;
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3A und 3B eine schematische Draufsicht bzw. eine schematische Seitenansicht der Schubkrafteinheit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Kernrückgrat-Wicklungsverfahren);
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4A und 4B eine schematische Draufsicht bzw. ein Spulenverbindungsdiagramm von Schubkrafteinheiten gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung (Schlitz-Wicklungsverfahren);
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5 eine Draufsicht eines Verdrahtungsbeispiels, wenn zahlreiche Schubkrafteinheiten gemäß der 4A und 4B kombiniert werden;
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6 eine Draufsicht einer Vorrichtung zur Herstellung eines Metallformkörpers gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
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7A und 7B eine Stirnansicht bzw. eine Draufsicht auf beispielhafte Schubkrafteinheiten, die die Strömung des geschmolzenen Metalls gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ändern (wobei Darstellungen der Spulenformen weggelassen wurden);
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8A bis 8D Draufsichten einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Metallformkörpern.
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Die in 1A dargestellte Vorrichtung 10 zur Herstellung eines Metallformkörpers (elektromagnetische Rührvorrichtung) umfasst eine ausgedehnte, längliche Form 11, die in der Draufsicht bogenförmig gekrümmt ist. Eine Vielzahl von Schubkrafteinheitspaaren 12 ist entlang einer Wandfläche der Form angeordnet, wobei die Form zwischen den Schubkrafteinheiten jedes Paars angeordnet ist. Die Schubkrafteinheiten 12 umfassen Kerne 13, wobei Spulen 14 um die Kerne 13 gewickelt sind, wie dies in 1B dargestellt ist. In der dargestellten Ausführungsform erhält man jeweils zwei Sätze dadurch, dass man drei Spulen 14 um einen Kern 13 wickelt, die zur Anpassung an die Krümmung durch einen keilförmigen magnetischen Körper 15 winkelig miteinander verbunden sind und eine Einheit bilden. In 1A werden die keilförmigen magnetischen Körper nicht dargestellt.
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Die Form 11 hat einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt mit einer Bodenplatte 16 und Seitenwänden 17, die sich, wie beispielsweise in 2 dargestellt, von beiden Enden der Bodenplatte aus nach oben erstrecken. Im Allgemeinen ist die Tiefe der Form 11 größer als ihre Breite. Außerdem weisen die Seitenwände 17 Entformungsschrägen auf und erweitern sich zum oberen Ende hin. Die Form 11 besteht aus einem Material mit ausreichend hoher Wärmebeständigkeit, so dass es den Schmelztemperaturen eines geschmolzenen Metalls standhält, und besitzt eine niedrige magnetische Permeabilität, wie beispielsweise Edelstahl, Keramikmaterialien oder Ähnliches. Die Schubkrafteinheiten 12 sind schräg parallel zur Wandfläche mit geringfügigen Lücken G zwischen der Wandfläche (innere Wandfläche) der geneigten Seitenwände 17 und der Schubkrafteinheiten 12.
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Die Größe und Form der Form 11 hängt von der Größe und Form des zu formenden Körpers ab.
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Wie in 1A dargestellt, sind die Enden der Form 11 bogenförmig ausgebildet, so dass die Fließrichtung des geschmolzenen Metalls sanft geändert werden kann. Bei dieser Ausführungsform sind die rechte und linke Seitenwand 17 jeweils gekrümmt. Die rechte und linke Seitenwand 17 haben jeweils ein gemeinsames Krümmungszentrum und besitzen fast dieselbe Breite in Längsrichtung. Die Schubkrafteinheiten 12 sind entlang der Seitenwände 17 so angeordnet, dass sie ähnlich gekrümmt oder gebogen sind, wobei die Lücken G (vgl. 2) zwischen den Seitenwänden (innere Seitenwände) 17 so klein wie möglich und im Wesentlichen konstant entlang der Längsrichtung der Form sind.
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Die 3A und 3B zeigen jeweils Schubkrafteinheiten 12 gemäß einem „Kernrückgrat-Wicklungsverfahren“ ausgehend von einer allgemeinen Grundform. Jede Schubkrafteinheit 12 umfasst einen Kern 13 mit einer kammzahnartigen Form, wobei die Spulen 14 zwischen den Zähnen des Kerns gewickelt sind. Der Kern 13 besteht aus einem rechteckigen, säulenförmigen Joch (Kernrückgrat) 19 und Zähnen 21, deren Enden mit schwalbenschwanzförmigen Rillen 20 verbunden sind, die in dem Joch ausgebildet sind. Die Anzahl der Zähne 21 beträgt im dargestellten Beispiel 7 und die Anzahl der um das Joch zwischen den Zähnen gewickelten Spulen 14 beträgt hier 6, wobei alle Spulen in die gleiche Richtung gewickelt sind. Wenn daher Strom in eine anfänglich aufgewickelte Spule eintritt und Strom in eine am Ende vorgesehene gewickelte Spule eintritt, sind die jeweiligen Polaritäten umgekehrt. Schlitze 22 zwischen den Zähnen 21 sind mit den Spulen (Leiterspulen) 14 gefüllt. Die Schlitze 22 sind in Richtung Form 11 durch Schlitze 23, die längliche Öffnungen darstellen, geöffnet. Das Joch 19 und die Zähne 21 sind durch Übereinanderlagern einer großen Anzahl von dünnen Blechen aus Siliziumstahlblechen gebildet. Das Joch und die Zähne können aus einem Teil gebildet sein.
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Die 4A und 4B zeigen eine Schubkrafteinheit 12A, die ausgehend von einer Grundform durch ein „Zwischenschlitz-Wicklungsverfahren“ gebildet ist. Bei diesem Verfahren umfasst die Schubkrafteinheit 12A einen Kern 13 mit einer kammzähneartigen Form mit einem Joch 19 und zahlreichen Zähnen 21, wobei die Spulen 14 jeweils um die zahlreichen Zähne 21 gewickelt sind. Die Schlitze 22a bis 22f sind jeweils mit Spulen (Leiterspulen) 14 gefüllt. Die Spulen 14 bestehen aus drei Arten Spulen 14u, 14v, 14w, die jeweils einer U-Phase, einer V-Phase und einer W-Phase eines dreiphasigen Wechselstroms entsprechen. Eine U-Phasenspule 14u führt durch den am weitesten links liegenden Schlitz 22 und einen vierten Schlitz 22d, um um die drei Zähne zwischen dem am weitesten links liegenden Schlitz und dem vierten Schlitz gewickelt zu werden.
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Entsprechend führt eine V-Phasenspule 14v durch einen dritten Schlitz 22c und einen sechsten Schlitz 22f, um um die drei Zähne zwischen dem dritten Schlitz und dem sechsten Schlitz gewickelt zu werden. Eine W-Phasenspule 14w führt durch den zweiten Schlitz 22b und einen fünften Schlitz 22e, um um drei Zähne zwischen dem zweiten Schlitz und dem fünften Schlitz gewickelt zu werden. Diese drei Arten von Spulen 14u, 14v und 14w überlappen einander und überkreuzen sich auf der lateralen Seite des Kerns 13, wie dies in 4B dargestellt ist. Das Symbol O bezeichnet den neutralen Punkt eines dreiphasigen Stroms. Bei einer Schubkrafteinheit 12A, die durch eine solche „Zwischenschlitz-Wicklungsmethode“ hergestellt ist, werden die Spulen 14u bis 14w nicht um das Kernrückgrat 19 gewickelt, so dass das Kernrückgrat 19 zur Befestigung der Schubkrafteinheit verwendet werden kann.
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5 zeigt eine Verdrahtung, bei der drei Schubkrafteinheiten 12 auf einer Seite der Form 11 angeordnet sind. Als Stromversorgung dient ein dreiphasiger Strom. Das Symbol O ist der neutrale Punkt. Wenn ein dreiphasiger Strom U, W, V nacheinander mit den Spulen der Anschlusssymbole R, S, T verbunden wird, bewegt sich der magnetische Fluss von links nach rechts (dargestellt durch den Pfeil ϕ1). Wenn die Phasenreihenfolge geändert wird und der dreiphasige Strom mit der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase angeschlossen wird, bewegt sich der magnetische Fluss von rechts nach links (Richtung gemäß Pfeil ϕ2). Das heißt, in 5 wird bei einer Einheit 12a am linken Ende die W-Phase mit dem Ende der Wicklung einer Spule, bezeichnet durch das Symbol w1–, und die V-Phase mit dem Beginn der Wicklung einer Spule, bezeichnet durch das Symbol v1+, verbunden. In einer zentralen Einheit 12b wird die V-Phase mit dem Ende der Wicklung einer Spule, bezeichnet durch das Symbol w3–, die W-Phase mit dem Beginn der Wicklung einer Spule, bezeichnet durch das Symbol v3+, verbunden, wobei die V-Phase und die W-Phase entgegengesetzt sind. Außerdem wird zur Verbindung einer Einheit 12c am rechten Ende das gleiche Verbindungsschema wie bei der Einheit 12a am linken Ende verwendet, so dass der magnetische Fluss gemäß Pfeil ϕ3 in die gleiche Richtung wie Pfeil ϕ1 zeigt.
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Wenn derartige Schubkrafteinheiten auf beiden Seiten der Schmelzform angeordnet sind, wie dies in 6 gezeigt ist, sind die Bewegungsrichtungen der magnetischen Flüsse der Einheiten 12a, 12b, 12c am unteren Ende der Schmelzform 11 und die Bewegungsrichtungen der magnetischen Flüsse der Einheiten 12d, 12e, 12f am oberen Ende jeweils umgekehrt. Folglich wird in dem Fall, in welchem durch ein Paar Einheiten 12a, 12d am linken Ende ein Vortex Q1 des geschmolzenen Metalls im Gegenuhrzeigersinn erzeugt wird, ein Vortex Q2 im Uhrzeigersinn durch ein Paar der Zentraleinheiten 12b, 12e erzeugt. Darüber hinaus wird ein Vortex Q3 im Gegenuhrzeigersinn durch ein Paar Einheiten 12c, 12f am rechten Ende erzeugt. Daher sind die Drehrichtungen der rotierenden Vortices für jede Gruppe benachbarter Einheiten umgekehrt und daher wird an den Enden der Schubkrafteinheiten die Strömung entlang der Wandoberfläche aufgeteilt, so dass Knoten 24a, 24b in der Strömung gebildet werden. Somit wird eine beschleunigte Strömung in Bereichen an den Knoten 24a und 24b abgebremst und die Bewegungsenergie wird in Rührenergie umgewandelt. Wenn also geschmolzenes Metall in die bogenförmigen Enden fließt oder wenn die Seitenwände 17, wie in 1A dargestellt, gekrümmt sind, wird ein Auftreffen auf die Wandoberflächen der Seitenwände 17 und ein Überschwappen über die Seitenwände 17 unterdrückt. Außerdem wird in den Abschnitten der Knoten 24a und 24b das geschmolzene Metall, welches aus einer Richtung kommt, in Kollision mit dem geschmolzenen Metall von der anderen Richtung geführt, wobei außerdem die Strömung aufgeteilt wird, so dass das geschmolzene Metall effizienter gerührt werden kann.
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Bei dieser Ausführungsform werden die Schubkrafteinheiten parallel zur Innenwand der Form angeordnet (was bedeutet, dass ein gleichmäßiger Abstand gewahrt ist), so dass sich der Vortex horizontal ausbildet. Wie jedoch in den 7A und 7B dargestellt ist, kann auch eine Schubkrafteinheit kombiniert werden, die einen vertikal geneigten Strom P erzeugt. Zwei Schlitze 22 der Schubkrafteinheit 25 sind mit Schlitzen 23 ausgebildet, die einen schrägen Winkel aufweisen, so dass sie nach unten hin zurückweichen. Durch eine solche Verkippung wird ein vertikal geneigter Strom P in dem geschmolzenen Metall erzeugt und ein laminarer Strom des geschmolzenen Metalls in der Form breitet sich aus. Daher wird die Freisetzung von Restgasen erleichtert und ein effektiveres Rühren kann erreicht werden. Somit ist es möglich, feinere Kristallkörner zu erhalten.
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Eine solche Neigung kann dadurch erreicht werden, indem man die Schlitze 23 mechanisch schräg einbringt, wenn die elektromagnetischen Stahlplatten gestapelt werden und durch Drahtsägen die Schlitze 22 eingebracht werden. Die Schlitze 22 werden mit Spulen (Leiterspulen) 14 gefüllt, sind aber in 7B nicht dargestellt. Bezugsziffer 26 in 7B bezeichnet einen Keil oder eine Platte, welche die Spulen 14 in den Schlitzen 22 hält.
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In dieser Ausführungsform ist die Ausbreitungsrichtung des magnetischen Feldes für jede Schubkrafteinheit 12 umgekehrt und die Richtungen der Vortices Q1, Q2 aus geschmolzenem Metall sind für jedes Paar von Schubkrafteinheiten 12 vertauscht, wie dies in 8A dargestellt ist. Jedoch können die zwei oder drei Schubkrafteinheiten, die in den 8B und 8C dargestellt sind, oder die vier oder mehr Schubkrafteinheiten gemäß 8D eine Gruppe bilden, bei der die Ausbreitungsrichtung eines magnetischen Feldes jeweils identisch ist und sie können so installiert werden, dass die Vortices für jede Gruppe vertauscht werden. In diesem Fall ist die Anzahl der Knoten verringert und folglich ist auch die Rührwirkung verringert, aber die Geschwindigkeit innerhalb jedes Vortex ist vergrößert. Somit kann die Rührwirkung und die Vortexgeschwindigkeit jeweils in Abhängigkeit von dem verwendeten Metall angepasst werden.
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Außerdem kann eine Steuerungsschaltung vorgesehen sein, die für jede Schubkrafteinheit die Richtung des durch die elektromagnetischen Spulen der Schubkrafteinheiten fließenden Stroms umschaltet, vorgesehen sein und die Richtung des wandernden magnetischen Feldes kann für jede beliebige Anzahl n von Schubkrafteinheiten geändert werden, wie beispielsweise für jede einzelne Schubkrafteinheit, alle zwei Schubkrafteinheiten usw., so dass die Richtung und Ausdehnung der Vortices vertauscht werden kann. Bei einer solchen Vorrichtung zur Herstellung von Metallformkörpern, bei der die Verdrahtung der Spulen der Schubkrafteinheiten geändert werden kann, kann sowohl die Rührwirkung und die Vortexgeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem jeweiligen Metall angepasst werden und der Metallformkörper kann somit effizient hergestellt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 5352236 B1 [0004]
- JP 2009-74103 A [0004]
- JP 2007-144501 A [0004]
- JP 2006-289448 A [0004, 0006]
- JP 2006-289476 A [0005, 0006]
