DE2037652A1

DE2037652A1 - Einrichtung fur den Niederdruck Kokillenguß

Info

Publication number: DE2037652A1
Application number: DE19702037652
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung M Antrag
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 1969-08-06
Filing date: 1970-07-29
Publication date: 1971-04-08
Also published as: FR2059966A1; GB1316852A; SU456401A3; ES381988A1; JPS4815132B1; US3727674A

Description

Öipl.-lng.'W. PAAP 8 MÖNCHEN 22, Steinidorfitrae» 10

Dipl.-Ing. H. MITSCHERLlCH _T,_)efon. _(08U) ·

Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN Dr.rer.nqhW.KöRBER 29. Jnli197o PATENTANWÄLTE /st

BEÜIE ITAl¹IOIiALE DES/USINES REFAULT
3/1 ο Avenue Emile Zola
Billancourt /Frankreich

Pat ent anme1dung■ . > . ■ ■

Einrichtung für den Niederdruck - Kokillenguß

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung für den Niederdruck - Kokillenguß, insbesondere für Leichtmetall-Legierun.-jen.

■ Im/allgemeinen'wird der Niederdruck-Kokillenguß- mittels einet) 3chrnelztie ,eis durchgeführt., in welchem das zu gießende 1.Ie tall flüssig gehalten wird und von dem ein Verbindung särohr abgeht, das in eine , G-ießf orm mündet« Dieser Schmelz« tie el ist allseitig geschlossen, derart, daß die Metallschmelze mit einem Druck beaufschlagt werden kann, um sie durch das Verbindungsrohr bis in das Innere der Grießform hochzudrückeno ■

In den bisherigen Einrichtungen werden Erwärmen und (ließen deo Metalls in einer homogenen, kompakten Anordnung durchgeführt; dor'Schmelz tic· el befindet sich am unteren Ende der .'jenkrecht angeordneten Grießpresse, deren jede Platte eine ließform trä.^t. Diese Verbindung von Presse und Schmelz tiegel hat zahlreiche Nachteile, im wesentlichen 1p man elnde Zugänglichkeit zum Ofen und zum Schmelztiegel, welche unterhalb der Presse angeordnet sind,·zu den

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Gießformen, deren Überwachung durch ihre erhöhte Anordnung erschwert ist, und zum Zuführungssystem zwischen Schmelztiegel und Gießform;

2. Zuführung des flüssigen Metalls in die Mitte der unteren Gießform, nach der die einfachste Betriebsweise mit dem geringsten Wärmeverlust ermöglicht werden soll»

Die Einrichtung für den ieichtmetall-Niederdruck-Kokillenguß nach der Erfindung beseitigt die vorstehend genannten Nachteile und schlägt im wesentlichen eine Maschine vor,· bei der der den Schmelztiegel enthaltende dichte Behälter, von der Presse und den Gießformen getrennt angeordnet und mit ihnen durch einen seitlich abnehmbaren Gießkanal verbunden ist und dessen Anordnung eine regiiläre Beschickung mit geschmolzenem Metall erlaubt, gleich für welche Form des GußstückSo

Andere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen als nicht beschränkende Ausführungsbeispiele»·

Fig. 1 zeigt eine Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Einrichtung;

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführun~sform der erfindungsgemäßen Einrichtung;

Fig. 3 zeij.t eine Einzelansicht der beweglichen Platte in ihrer oberen La^e bei geneigter Lage des oberen Teils der Gießform; - - ■

Fig. 4 zeigt eine Ausführunrsform der beweglichen Platte der Presse nach der Erfindung;

Fi';. 5 und 6 zeilen den Gießkanal in Draufsicht und als Schnitte I - I in Pi-. 5 {

Fig. 7 und 8 sei ;en cnvei weitere AusfiUirun. atoraien der uieß-. einrichtung im Querschnitt und

Fig. 9 sei' t tjchematiüch die Steuervorrichtung für die

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Druckbea.uf sehlagung des· flüssigen M_etalls in der Gießform mit den unt er schiedlicheii Flüssigkeit sspiegeln.

ITach Fig. 1 sammelt sich das durch die Einfüll öffnung 1 zugeführte Metall im Gießbett 2, wo es durch die schematise]! dargestellte Wärmequelle 3 auf Schmelztemperatur gebracht wird. Das Gießbett 2 ist in einem dichten, als Ofen bezeichneten Bellälter 8 angeordnete Von diesem Gießbett geht ein ![anal 4 ab, der mit dem Rohr 5 verbunden ist, wodurch die Verbindung zwischen dem Gießbett 2 und der Gießform 6 hergestellt ist, die zwischen den Platten und einer Presse 7 angeordnet ist. Am Behälter 8 erkennt man auch die Einmündung eines Rohres 9> das zur Zuführung eines Druckgases diente Dieser Ofen 8 ist in einer der Presse 6 benachbarten Vertiefung angebracht und auf Räder gesetzt, so daß er leicht zu verschieben isto

Während des Betriebes steigt das flüssige Metall aufgrund des auf Hin im Behälter 8 auf seine Oberfläche ausgeübten Gasdrucks durch das Verbindungsrohr 4 und den Kanal 5 bis in die Gießform 6. Zu beachten ist die voneinander getrennte Anordnung von Schmelz- und Zuführungsteil einerseits und dem Gießteil andererseits* Beide gewinnen dadurch an Zugänglichkeit. . - , ;■

Für den leicht bewegbaren Ofen δ sind die Beschickung, die Schlackenentfernung, die Behandlung der Schmelze und seine eventuellen Reparaturen dadurch erleichtert«

In gleicher Yfeise kann die vom Ofen, unabhängige Presse¹ im Hinblick' auf eine größere Zugänglichice it zu ihren Teilen und auf einen geringen Platzbedarf der unteren Platte zweckmäßig ausgestaltet werden.

Bei den bisherigen Einrichtungen wurde die untere Platte vom Gießkanal und seinen dazugehörigen Teilen in ihrer Mitte teilweise beansprucht, woraus sich Schwierigkeiten für den

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Platzbedarf der Zuführungsrohre oder der ziehbaren Kerne ergaben. Außerdem war der Gießkanal in der Platte versenkt, wenig zugänglich und ergab Schwierigkeiten beim Entfernen der Verunreinigungen, die sich beim Erkälten des Metalls ansammeln·' . ■ >

Nach der Erfindung ist die Zuführung seitlich am unteren Teil der G-ießform angebracht und macht somit die untere Platte der Presse freio Im Falle des Zusetzens oder der Beschädigung kann also eine schnelle Demontage -des Gießrohres 5 und gegebenenfalls eine Auswechslung des beschädigten Rohres erfolgen* Auch ist die Demontage infolge der gerade dafür vorgesehenen Bewegbarkeit des Ofens 8 erleichtert«

ο 2 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, nach der die Gießeinrichtung geneigt ist, während der Öfen und sein Zubehör in der vorher angegebenen Lage verblieben sind. Eine solche Anordnung wird dadurch verwirklicht, daß die Presse auf einem um eirfe Achse 1o schwenkbaren Rahmen 11 mit einstellbarer Neigung montiert ist. Gleitschuhe 12 tragen die bewegbare Ausrüstung 13 der Presse sowie den Eingußteil der Gießform. Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft beim Gießen großer Werkstücke, wie zum Beispiel Zylinderblöcke für Kraftfahrzeugmotoren. Tatsächlich ist es beim Entfernen solcher Stücke aus der Gießform dank dieser Anordnung leicht, sie mit einer einfachen Hubvorrichtung in Richtung des Pfeiles A herauszuziehen» Darüberhinaus ist die optische Überprüfung der oberen Teile der Gießform gleichermaßen erleichtert. Im Hinblick auf die Überprüfbarkeit ist die obere Pressenplatte nach Fig. 3 ausgeführt worden, die in einer Einrichtung ähnlich der in Fig. 1 gezeigten anwendbar ist. Nach dieser Variante hat die obere Pressenplatte 14-, die den Teil 15 der Gießform trägt, die Möglichkeit, sich durch Schwenkung um die waagerechte Achse 16 schräg zu stellen, mit Hilfe der Hubvorrichtung 17» die mit den Rändern der besagten Platte und des Pressenrahmens verbunden ist.

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Aufgrund dieser Anordnung führt man nach dem Ausstoßen des 3-ußteils während der Schrägst ellung des oberen Teils der

fen UiL- durch und kann

sie, wenn nötig, schnell in Ordnung bringen«

Die Einrichtung kann symmetrisch mit einer zweiten Hubvorrichtung 17* versehen sein, die - wenn sie anstelle der Hubvorrichtung 17 bedient wird - in gleicher Weise jedoch in entgegengesetztem Sinne wirkt, die Platte 14 schwenkt um die Achse 16' und erlaubt gleichermaßen die Beobachtung derSä_ gungen durch einen an der linken Seite der I?ig. befindlichen Beobachterc Die Verriegelung der Platte 14 in waagerechter Stellung erfolgt in bekannter Weise durch die in 18 - 18^! .schematisch dargestellten Teile.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform, ist die obere Platte der Presse 7 wie in Fig. 4 gestaltet. Diese Ausführungsform ist besonders im EaIl einer schräggestellten Presse (siehe Piij·. 2) gebräuchlich? sie bezweckt, daß sich während der 7er.Schiebung der- beweglichen Platte 13 entlang den Ständern 7' der Presse keine übertriebenen Kräfte einstellen.,

Diese Beanspruchungen, die sich aus der Stellung der Presse (Pi-f. 2) und aus der Verlängerung seiner Elemente ergeben, sind einer einwandfreien Führung der Platte wie einer langen Lebensdauer der Anlage abträglich·

Demzufolge verbindet man die bewegbare Platte 13 mit den Ständern der Presse mittels 4 Gabeln 19* äle jeweils an einem auf den Diagonalen der Platte 13 liegenden Punkt angelenkt sind und Führun, orin^e 2o tragen, die in Richtung der Diagonalen der Platte frei beweglich sindj diese beiden Teile 19, 2o fjind in bekannter Weise verbunden, zum .Beispiel mittels Nuten, die in dem einen der Teile ausgespart sind, und Leisten, die auf dem anderen Teil vorgesehen 3ind₀ Die Führun/'srin,";e 2o bewein »ich entlang der Preösenständer, und, wenn sie eine von ihrer I-iorgalatellung abweichende Stellung erreichen,

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wird diese Stellung von Gabeln 19 gehalten, die eine Drehung um ihre Achsen 21 zulassen und sich entlang den Ringen 2o in Richtung der Diagonalen der Platte verschieben können, dankeines dafür vorgesehenen Abstandes 22.

Die Fig*. 5 und 6 beziehen sich auf den Gießkanal 5 der .gießeinrichtung nach der Erfindung« Dieser Kanal ist ein wenig.; kostbS'-ütoßstück von leichter Montierbarkeitj diese Eigenschaft trägt dem Rechnungj daß dieses Teil ein Verschließstück ist, das Y/ärmeschocks ausgesetzt ist und infolgedessen relativ häufig ausgewechselt werden muß. Dieser Kanal ist aus zv^;/ei Teilen zusammengesetzt; der obere Teil 5a, der eine Zuführungseinrichtung 5c für Stickstoff oder jedea andere Inertgas zur Verhinderung der Oxydbildung beim Einführen des i,Ie tails enthält; der untere Teil 5b, der eine Vertiefung 24b entsprechend jener 24a im anderen Teil 5a der Form enthält. Das Volumen des -jeoamten Hohlraumes 24' verkleinert sich in Längsrichtung des Kanals in dem Mai3e, wie man sich von der Eingußstelle 23 des Metalls entfernt, die sich in Richtung des Ofens 8 erstreckt. Dank dieser Anordnung wird entlang der Längsachse des Hohlraumes 24' praktisch ein konstanter Druck aufrechterhalteiio Von diesem Hohlraum 24' gehen Leitungen 25> 25' ab, die - mit einer oder mehreren Formen verbunden - unterschiedlich um den Gießkanal 5 verteilt sind»

Eine der ursprünglichen Anordnungen der vorliegenden Erfindung beruht darauf, daß man mehrere Zuführungsleitun .en 25'an ein

^ ,i T^ £i£&^unS treffend ' und derselben ¥&¥» mi -^ettan ausgewählten Stellen anordnet, um eine gleichmäßige Verteilung des flüssigen Metalls entlang der Formen zu erhalten, wobei kein Punkt des Hohlraumes unzugänglich gelassen wird.

Die Fig· 7 und B zeigen zwei Anordnungen dieses Gießkanals 5 in der Gießpresse 7·

Nach Fig. 7 iat der "Jieükanal 5 in einem Raum vor ^;;esehqn, der exzentrisch in der Platte 26 und einer der beiden Kokillen

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angeordnet ist "und in einen benachbarten Bereich der Prägung einmündet} das Iletall, das den Kanal 5 erreicht, dringt über mehrere treffend angeordnete Öffnungen 25 in den Hohlraum der G-ießform ein, entsprechend der vorstehend beschriebenen Anordnung.

In der Sähe des Aus,;an.^s des G-ießkanals 5 erkennt man mehrere Brenner 33, die dazu dienen, die Temperatur über der Schmelztemperatur des sujeführteii Lie tails, zu halten, um eine Yersiiopfungäeo Kanals 5 st vermeiden. 'Aus diesem 3-runde sind die den !Canal bildenden 'Teile mit Wänden versehen, die eine so dünn wie mögliche, und -eine mit der mechanischen Festigkeit der einrichtung vereinbare Stärke haben. Dennoch würde es zum Beispiel bei eine.n eingetretenen Stillstand der Maschine leicht sein, en das nicht funktionsfähige Teil zu gelangen, nämlich infolje des ITiehtvorhandenseins der Schmelz- und Zufübrun-jseiiiricl'turi;; am unteren Teil der Presse, und zum _: anderen inföl; e der irö'Fe der in der Platte vorgesehenen Öffnung 28.· . . ^: .' ■ ■ '

Fi₁-. 8 zei_v t eine Variante der vorbeschriebeneri Einrichtung, wo sich der 3-ießkanal 5, die Brenner 33 und die Rohre 25 für die Zuführung des lie tails in die Formen 28, 28' 'wiederf inden, die sich zwischen den Auflagen 27 und Platten 26 der Presse befindene

Der Unterschied beruht auch atif der Tatsache, daß die Zuführung gleichrreitig in zwei Formreihen 2&, 23' stattfindet© In diesem FsIle ist der Sufülirunj-skanal immer aus zwei Teilen 5a und 5b zusammengesetzt, jedes in einer in der Kokille 27 oder je, ebenenfalls in der Platte 26 der Presse vor^esehe'.en Rinne 29, 29¹ an eordnet.

Y/ie vorstehend beschrieben, verringert sich das Volumen dieses Zuführungskanals in Längsrichtung des Kanals in dem Maße, wie man sich von der lingußstelle des flüssigen Ketalls entfernt;

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was sich in gleicher Weise durch die Seitenflächen der Kokille oder der Platte ergibt. Die Zugänglichkeit zum Kanal 5 im Falle einer Reparatur ist immer sehr leicht; ein anderer Vorteil, der sich aus dieser Anordnung ergibt,· ist die große Zahl der gleichzeitig erhaltenen Stücke (zum Beispiel Zylinderköpfe und Kolben von Verbrennungsmotoren bei traubenartiger Einformung (moubles en "grappes").

Die in Fig. 9 dargestellte Anordnung erlaubt die Wirkung des Druckes P im Ofen 8, der sich infolgedessen auch auf das flüssige Metall in der Form 6 auswirkt.

Zu diesem Zweck sind zwei Organe 3o, 31 im Gießraum vorgesehen, die auf das Metall ansprechen; man kann zum Beispiel Elektroden vorsehen, die einen Stromkreis schließen, wenn das flüssige Metall bis zu ihrer Höhe aufgestiegen ist.

Die Elektrode 31 ist am unteren Teil des Gießraumes angeordnet und bezweckt, wenn sie mit dem Metall in Berührung kommt, einen Stromkreis zu schließen, der mindernd auf den Druck des Metalls einwirkt, derart, daß beim Schluß der Füllung der Form keine schädlichen V/irkungen, Schläge, Grate, Annetzungen des Sandkerns hervorgerufen werden. Ein solcher Stromkreis und der Druckregler sind mit der Bezugszahl 32 angedeutet.

Demgegenüber bezweckt die Elektrode 3o, wenn der Kontakt mit dem Metall hergestellt ist, den Druck des Metalls in der Form zu erhöhen, um der Lunkerbildung während der Erstarrung des Metalls entgegenzuwirken.

Eine solche Anordnung, an irgendeiner der Ausführungen nach der Erfindung vorgesehen, erlaubt also eine enge Verbindung zwischen den beiden getrennten Teilen bei den vorstehend genannten Bedingungen. Die vorstehende Beschreibung enthält nur Ausführungsbeispiele und stellt keine Beschränkung des Erfihdungsbereichs dar, der auch durch Äquivalente der Ausführungsbeispiele nicht verlassen wird«

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Claims

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Pat entanspr' lc he

Einrichtung für den Leichtmetall-Kokillenguß bei Nieder-« druck mit einem dichten Behälter, einem darin angeordneten Schmelztiegel für die Aufnahme des flüssigen Metalls, einer Gießform aus mehreren zusammenhängenden Teilen, die entweder auf einer oberen oder einer unteren Platte einer Presse angeordnet sind, und mit einem Gießrohr und seinen Anschlüssen zur Verbindiin^ des 8chmelztie-\els mit der Gießform, wobei die Einrichtung mittels eines Luftdrucks im .Behälter den Transport des ■jeschmolzenen Metalls vom Sohmelztie el in die Gießform durch ein'Zwischenstück eines Gießrohres bewirkt und Mittel zur Erzeu^un.j des Luftdruckes im Behälter aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der dichte Behälter (8). und die GieSeinrichtung (β)' aus zwei voneinander -getrannt angeordneten gegeneinander.""beweglichen Teilen bestehen, die durch ein Gießrohr (5) und sein Verbindunjsrohr (4) miteinander verbunden' und leicht demontierbar und heizbar sind«. ·

Einrichtung für den Niederdruck—Kokillenguß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dichte Behälter (8) und der Schmelztie-el in ihrer ursprünglichen La^e verbleiben, während die Gießeinrichtung (6) um einen Winkel von ο bin 3o Grad ■■•e'-en- die Senkrechte schwenkbar ist, wobei die Giβ'.)einrichtung· auf einem schwenkbaren Rahmen

(11) ruht und die bewegliche Einrichtung (13) einer Presse (7) und das Einjußteil der Form über Gleitschuhe

(12) auf besä tem schwenkbaren Rahmen (11) ruhen.

Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Platte (13) der Presse (7) an Ständern (7¹) befestigt ist, an denen sie mittels vier Gelenk-•';abüln (1^fj) -int !anhieltet, die an ihren Ecken angeordnet sind, wobei an den Innenflächen der Gelenk,·,abeln

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- 1ο- -

Huten vorgesehen sind, in die zwei korrespondierende ■ Vors prunke der Rin'j;e (2o) eingreif en und' die Ilin.^e einerseits eine Verschiebung der Platte (13) entlang der Ständer (7¹) der Presse (7) und andererseits eine gewisse seitliche Bewegung der Platte erlauben.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der G-ießkanal (5) aus Fußeisen mit ^eringer Wandstarke besteht und ein Stickstoff-Zuführun^srohr (5 c) trä^t, das in eine Kokille in der llähe des Form-Hohlraumes mündet, so daß der Stickstoff in dem ländlichen Hohlraum (24¹) atisströmt, dessen Volumen zu dem der Einführun- sstelle (23) des Metalls ^e -.enüberlievjenden Ende hin abnimmt und von den Zuführunjsleitunjen (25', 25¹) für das geschmolzene Metall ausgehen in Richtung des Pormhohlraumes, der ebenfalls mehrere leitungen a.ufweist, die eine rjute Verteilung des Metalls ermöglichen, v;ie auch die Form des Gfußstückes sein

Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch ^kennzeichnet, da.ß im Kokillenhohlraum, in den der -iießkanal 5 mündet, Brenner (33) angeordnet sind, die die Kanaltemperatur über der Schmelztemperatur des einzuführenden Metalls zu halten haben.

Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Formenhohlraum zwei Kontakte (31, 3o) ,hineinreichen, die auf das einfließende Metall ansprechen und auf den im dichten Behälter (8) herrschenden Gasdruck rückwirken und infol/edessen auch auf das flüssige Metall in der Form (6), von denen der erste Kontakt (31) im unteren Teil dor Form (6) an eordnet ist und.eine Druckminderung zur Verringerung des Druckstoßes am.Ende der Füllung hervorruft und der zweite Kontakt (3o) im oberen Teil der Forai (b) angeordnet ist und eine Erhöhung des Druckes zur Beneiti/jun^· der Lunkerbildung während des AbkÜhl_Qns bewirkt.

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Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere 2eil (15) der Form mit Hilfe einer Hubvorrichtung (17) um eine Achse (16) in die Offenste!-' lunj; schwenkbar ist, um eine Zugänglichkeit und Kontrollmö.;;lichkeiten für den Verschmutzunjszustand der Form zu ,ewährleisten.

Der Patentanwalt

ORiGUMAt

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