DE2646060A1 - Foundry moulds and dies - contg. elements which heat the empty die and them provide cooling for directional solidification of a casting - Google Patents

Foundry moulds and dies - contg. elements which heat the empty die and them provide cooling for directional solidification of a casting

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    • B22D27/04Influencing the temperature of the metal, e.g. by heating or cooling the mould

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Abstract

The rate of heat extn. from foundry moulds or dies is controlled during casting, where the mould contains combined heating and cooling elements (a) which are first used to heat the empty mould to the required working temp. After pouring, elements (a) are used in a desired time sequence to control the rate and direction of heat extn. so the feeder head is the last part of the melt to solidify. During this sequence, each element (a) is cooled to a temp. where solidification is completed in the vicinity of that element. Cooland is pref. sprayed periodically in small amts. and in a desired sequence into a row of elements (a); and the moulds are pref. made of segments with different thermal conductivity (TC), esp. using dies into which elements (a) are cast and are in direct contact with the molten metal. Elements (a) maybe partly surrounded by thermal insulation and contain a coolant feed pipe with low TC. The invention combines chill casting with directional solidification to obtain a fine-grained casting free from piping, segregation, cracks and stresses.

Description

Uerfahren und Vorrichtungen zur Steuerung Experience and control devices

des Wärmehaushalts von Gießformen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zur Steuerung des Wärmehaushalts von Gießformen durch Einsatz von Heiz- und Kühlelementen. the heat balance of casting molds The invention relates to a method and devices for controlling the heat balance of casting molds by insert of heating and cooling elements.

In der Gießerei- Literatur wie in der -Praxis sind zahlreiche Maßnahmen bekannt, die durch eine Wärmezu- oder -abfuhr die Erstarrung des Gußstücks in der Gießform im Hinblick auf lunkerfreies, feinkörniges Gefüge, Spannungs-und Rißfreiheit sowie Beschleunigung des Produktionstakts beeinflussen sollen.In the foundry literature as in practice there are numerous measures known, the solidification of the casting in the by a heat supply or removal Casting mold with regard to void-free, fine-grained structure, freedom from tension and cracks as well as the acceleration of the production cycle.

Allen gemeinsam ist eine große Trägheit sowie ein Mangel an punktueller Zielgenauigkeit und notwendiger zeitlicher Abfolge,die eine erforderliche Lenkung von Erstarrung und Abkühlung des einzelnen Gußteils nur ungenügend verwirklichen.What they all have in common is great indolence and a lack of punctuality Accuracy and the necessary time sequence, which is a necessary control of solidification and cooling of the individual cast part only inadequately achieved.

Nach Gießerei 60 ( 1973 ) S. 794 ff. werden auf dem Oruckguß-Sektor Heiz-und Kühlelemente mit entsprechenden Temperaturregelgeräten eingesetzt, die eine Steigerung der Produktivität der hier besonders teueren Fertigungsanlagen ermöglichen sollen. Der Einbau derartiger Elemente in die Druckgd8-form ist jedoch auf Grund des erheblichen Umfangs an mechanischer Bearbeitung sowie der notwendigen Abdichtungsmaßnahmen sehr kostspielig. Die Beeinflussung des Wärmehaushalts der Gießform verläuft träge, die Erstarrungslenkung des individuellen Abgusses ist hier schon aus Gründen der extrem kurzen Erstarrungszeiten nicht möglich und auch nicht beabsichtigt.According to foundry 60 (1973) p. 794 ff. Are on the Oruckguß sector Heating and cooling elements are used with appropriate temperature control devices that enable an increase in the productivity of the production systems, which are particularly expensive here should. The installation of such elements in the Druckgd8 form is due to the considerable amount of mechanical processing and the necessary sealing measures very expensive. The influence on the heat balance of the casting mold is sluggish, the solidification control of the individual cast is here for reasons of extremely short solidification times not possible and also not intended.

Eine Ueröffentlichung in Fonderie 358 (Juli 1976) 5.251 ff. behandelt Möglichkeiten einer mathematischen Dimensionierung von Kühlkanälen in Druckgußformen. Auch hier wird lediglich die Einstellung eines thermischen Gleichgewichts über zahlreiche Gießzyklen zur Steigerung der Produktivität angestrebt.A publication in Fonderie 358 (July 1976) 5.251 ff Possibilities of a mathematical dimensioning of cooling channels in die casting molds. Here, too, only the establishment of a thermal equilibrium over numerous Casting cycles aimed at increasing productivity.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit Hilfe eines neuartigen Serfahrens und neuartiger Vorrichtungen die für eine hochwertige Gußstückproduktion erforderlichen günstigen Bedingungen sowohl bei der Formfüllung als auch vor allem während der Erstarrung und Abkühlung der Gußteile zu gewährleisten, gleichzeitig eine besonders rationelle Fertigung zu ermöglichen und dabei die Nachteile der obengenannten Verfahren und Vorrichtungen zu vermeiden.The invention is based on the object with the help of a novel Production processes and new types of devices for high-quality casting production required favorable conditions both in the mold filling and above all to ensure during the solidification and cooling of the castings, simultaneously to enable a particularly efficient production and thereby the disadvantage to avoid the above methods and devices.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung bei dem oben genannten Verfahren und bei den zu seiner Ausübung benötigten Vorrichtungen dadurch gelöst, daß die Gießform mit Hilfe von einbezogenen Heiz-/Kühlelementen vor der Formfüllung des jeweiligen Abgusses auf die erforderlichen Arbeitstemperaturen gebracht und daß im wesentlichen nach der Formfüllung durch Umschalten zumindest eines Teiles der Heiz-/Kühlelemente auf Kühlfunktion in zeitlicher Abfolge in Richtung Speiserzonen Wärme aus dem erstarrenden und abkühlenden Gußteil in der Weise abgeführt wid, daß das erreichte Temperaturminimum in den einzelnen Kühlelementen zeitlich angenahert mit dem Abschluß der Erstarrung in dem zugeordneten Gußteilbereich übereinstimmt.The object is achieved according to the invention in the above-mentioned method and solved in the devices required for its exercise that the Casting mold with the help of included heating / cooling elements before the mold is filled brought the respective cast to the required working temperatures and that essentially after filling the mold by switching at least part of the Heating / cooling elements on cooling function in chronological order in the direction of the feeder zones Heat dissipated from the solidifying and cooling casting in such a way that the temperature minimum reached in the individual cooling elements approximated in time coincides with the completion of the solidification in the associated casting area.

Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens bestehen im Prinzip aus Gießformen mit einbezogenen steuerbaren Heiz- und Kühlelementen, die an ein Heiz-und Kühlmittelaggregat angeschlossen sind. Als Gießformen können sowohl Oauerformen als auch verlorene Formen Verwendung finden. Wird beispielsweise eine Dauerform verwendet, so kann diese aus mindestens zwei Bauteilen zusammengesetzt sein. Die Bauteile können auch aus unterschiedlichen Werkstoffen mit unterschiedlichen Wärmeleitwerten bestehen. Zur Erzielung einer Heiz-/Kühlwirkung werden Bauteile direkt als Heiz-/Kühlelemente ausgebildet, beispielsweise als gegossene Hohlkörper mit entsprechend gestaltetem Hohlraum mit mindestens einem Heiz-/Kühimittel-ZufluErohr. Es können aber auch vorgefertigte Heiz-/Kühlelemente z.B. mit Hilfe des Verbundgießverfahrens in die Formbauteile einbezogen werden. Innerhalb der Gießform erhalten jene Bauteile eine Heiz-/Kühlfunktion, die sich in einer für die Verfahrensdurchführung geeigneten Position zum Formhohlraum und damit zum Gußteil befinden.Devices for performing the method exist in principle from casting molds with included controllable heating and cooling elements that are connected to a Heating and cooling unit are connected. Both Oauerformen as well as lost forms can be used. For example, it becomes a permanent form used, it can be composed of at least two components. the Components can also be made of different materials with different thermal conductivity values exist. To achieve a heating / cooling effect, components are used directly as heating / cooling elements formed, for example as a cast hollow body with a correspondingly designed Cavity with at least one heating / cooling medium supply pipe. But it can also be prefabricated Heating / cooling elements e.g. with the help of the composite casting process in the molded parts be included. Within the casting mold, those components are given a heating / cooling function, which is in a position suitable for carrying out the process in relation to the mold cavity and thus to the casting.

Die Steuerung der Heiz- oder Khlleistung ist so beschaffen, daß die Heiz-/ Kühlelemente unabhängig von einander ein Intensitätsmaximum innerhalb eines Gießtakts durchlaufen können (Schwell-Effekt) und daß dieses Intensitätsmaximum von mehreren Elementen in einer zeitlichen Abfolge (Sequens) erreicht werden kann. In der Regel verläuft diese Sequens während der Gußteilerstarrung von Endkühlzonen ausgehend in Richtung der Speiserzonen.The control of the heating or cooling capacity is such that the Heating / cooling elements independently of each other an intensity maximum within one Casting cycle can go through (swelling effect) and that this intensity maximum can be achieved by several elements in a time sequence (sequences). As a rule, this sequence takes place during the solidification of the casting in the final cooling zones starting in the direction of the feeder zones.

Die Regelung des Heiz-/Kühlmitteldurchflusses in einem Heiz-/Kühlelement kann in der Weise erfolgen, daß das Heiz-/Kühlmittel in kleinen Quanten stoßartig in variablen Zeitintervallen eingespritzt wird.The regulation of the heating / coolant flow in a heating / cooling element can be done in such a way that the heating / cooling medium is jerky in small quanta is injected at variable time intervals.

Zum Verfahrensablauf bei der Gußproduktion wird im Beispiel der Dauerform die zunächst kalte Kokille durch Zuführung eines Heizmittels in die einbezogenen Heiz-/Kühlelemente auf eine geeignete Arbeitstemperatur gebracht. Für einfachere Hubteile mit annähernd gleichmäßigen Wanddicken und kurzen Speisungswegen kann zur Formfüllung die Kokille eine gleichmäßige Temperatur aufweisen.In the example, the permanent form is used as the process sequence for casting production the initially cold mold by feeding a heating medium into the included Heating / cooling elements brought to a suitable working temperature. For simpler ones Lifting parts with almost uniform wall thicknesses and short feed paths can be used for mold filling the mold have a uniform temperature.

Bei komplizierten Teilen mit größersn Wanddickendifferenzen hingegen können Temperaturunterschiede in der Kokille bereits während der Formfüllung Vorteile bringen.In the case of complicated parts with larger wall thickness differences, however Differences in temperature in the mold can already have advantages during the filling of the mold bring.

Sofort nach beendeter Formfüllung werden die Kühlelemente, die den größten Abstand zu den Speiserzonen haben, eingeschaltet. Ihre Kühlleistung erreicht ein Maximum zum Abschluß der Erstarrung in ihrem Wirkungsbereich, danach wird hier die Kühlleistung gedrosselt. Nun folgen in gleicher Weise nacheinander in Richtung Speiserzonen die übrigen Kühlelemente und beschleunigen einen gerichteten Erstarrungsablauf im Gußteil. Durch rechtzeitiges Drosseln der Kühlwirkung in den einzelnen Kokillenbereichen wird bis zum Beginn des nächsten Gießvorgangs die ursprüngliche Temperaturverteilung in der Kokille wieder hergestellt. Dies kann vorzugsweise durch Wärmeaufnahme aus dem bis zur Formentnahmetemperatur abkühlenden Gußteil erfolgen.Immediately after the mold has been filled, the cooling elements that make up the the greatest distance to the feeder zones are switched on. Your cooling performance reached a maximum at the end of the solidification in their area of activity, then here the cooling capacity is throttled. Now follow one after the other in the same way in the direction Feeder zones the remaining cooling elements and accelerate a directed solidification process in the casting. By throttling the cooling effect in the individual mold areas in good time the original temperature distribution will be maintained until the start of the next casting process restored in the mold. This can preferably be done by absorbing heat the casting that has cooled down to the mold removal temperature.

Die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile liegen zunächst in der sicheren Lenkung der Erstarrung jedes individuellen Abgusses mit dem Ergebnis eines gleichmäßig dichten und feinkörnigen Gefüges frei von Rissen und Spannungen mit optimalen technologischen Eigenschaften. Dabei wird aufgrund der exakten Steuerung der Wärmeabführung bei jedem einzelnen Gießtakt eine optimale Taktverkürzung mit entsprechender Produktivitätserhöhung verwirklicht. Die Angleichung der Erstarrungsgeschwindigkeiten in den verschiedenen Gußteilbereichen bewirkt das geforderte gleichmäßige Gußgefüge. Die vorgeschlagenen Bauteile für eine derartige Gießform sind sowohl bei Dauerformen wie bei verlorenen Formen leicht einzusetzen. Ihre Herstellung als Gußteil wie auch als Verbundgußteil erlaubt eine weitestgehend freizügige Formgebung und kann besonders wirtschaftlich erfolgen. Der Aufwand für die Heiz-/Kühlmittel-Zuführung und -Abdichtung ist im Vergleich zu herkömmlicher Arbeitsweise gering.The advantages that can be achieved with the invention are initially in the safe control of the solidification of each individual cast resulting in a evenly dense and fine-grained structure free of cracks and tensions with optimal technological properties. This is due to the exact control the heat dissipation with each individual casting cycle with an optimal cycle shortening corresponding increase in productivity realized. The equalization of the solidification rates The required uniform cast structure is achieved in the various parts of the cast. The proposed components for such a casting mold are both permanent molds easy to use as with lost forms. Their production as a cast part as well as a composite casting allows a largely revealing shape and can especially be done economically. The effort for the heating / coolant supply and sealing is low compared to the conventional way of working.

Durch die besondere Ausbildung und Position der Heiz-/Kühlelemente in Gußteilnähe werden räumlich scharfe Abgrenzungen ihres Wirkungsbereichs und in Verbindung mit ihrer Schwell-Kühlwirkung extrem kurze Ansprechzeiten erreicht, die zusammen mit der Sequens-Steuerung eine echte Lenkung der Erstarrung des einzelnen Abgusses ermöglichen. Dazu ist auch eine zielgenaue Beeinflussung selbst kleiner Gußteilzonen möglich, die bei konventioneller Gießpraxis aufgrund einer thermisch ungünstigen Lage kaum fehlerfrei zu erhalten sind.Due to the special design and position of the heating / cooling elements In the vicinity of the cast part, there are spatially sharp delimitations of their area of action and in In connection with its swell cooling effect, extremely short response times are achieved together with the Sequens control, a real control of the freezing of the individual Allow casting. In addition, a targeted influence itself is smaller Casting zones possible, which in conventional casting practice due to a thermal unfavorable location can hardly be obtained flawlessly.

Durch die sichere Lenkung der Erstarrung können die bei konventioneller Speisertechnik erforderlichen Speiser teilweise entfallen, so daß eine Rsduzierung des Kreislaufanteils und damit der Produktionskosten möglich wird.Through the safe control of the solidification, the conventional Feeder technology required feeders are partially omitted, so that a reduction the cycle portion and thus the production costs becomes possible.

Die auch damit verbundene Gießtaktverkürzung steigert weiterhin die Produktivität. Durch die präzise Steuerung des Wärmeentzugs am einzelnen Gußteil können ferner die Gießtakte unterschiedlicher Teile auf einem Gießkarussell angeglichen und so dessen Produktivität optimiert werden.The associated shortening of the casting cycle continues to increase Productivity. Due to the precise control of the heat extraction on the individual casting can also match the casting cycles of different parts on a casting carousel and thus its productivity can be optimized.

Die gegebenen Möglichkeiten, kurz vor Beginn der Formfüllung die Formwandtemperaturen mit Hilfe des Heizmittels stark zu erhöhen, bieten die Voraussetzungen für die Fertigung besonders dünnwandiger Gußteile.The given possibilities, the mold wall temperatures shortly before the start of the mold filling to increase greatly with the help of the heating medium, provide the prerequisites for production particularly thin-walled cast parts.

Besondere Vorteile bietet die Schwell-Sequens-Kühlung bei Gießverfahren, die mit Basisspeisung (vergl. Gießerei-Forschung 24 (1972) S. 115-131) wie z.B.The swell-sequence cooling offers particular advantages in casting processes, those with basic feed (see Gießerei-Forschung 24 (1972) pp. 115-131) such as e.g.

das Niederdruck-Gießprinzip arbeiten. Hier wird bei konventioneller Arbeitsweise die Erstarrung durch Konvektionsströmungen progressiv mit der Annäherung an die Steigrohrmündung verzögert und damit der Gießtakt verlangsamt. Dieser gravierende Nachteil ist durch die neue Kühltechnik zu vermeiden.the low pressure casting principle work. This is where conventional The solidification by convection currents works progressively with the approach delayed to the riser mouth and thus the casting cycle slowed down. This serious one The disadvantage can be avoided with the new cooling technology.

Der Schwell-Kühleffekt unterbindet ferner größere Temperaturdifferenzen im abkühlenden Gußteil, wodurch die Gefahr der Warmrissbildung wie die des Auftretens von Guß spannungen an Bedeutung verliert.The swell cooling effect also prevents larger temperature differences in the cooling casting, which increases the risk of hot cracking and occurrence of casting tensions becomes less important.

Auch die in den herkömmlichen Kokillen über weite Bereiche auftretenden großen Temperaturunterschiede werden vermieden, sodaß die damit verbundenen thermischen Spannungen sich reduzieren und die Lebensdauer des Gießwerkzeugs erhöht wird.Even those that occur over large areas in conventional molds large temperature differences are avoided, so that the associated thermal Stresses are reduced and the service life of the casting tool is increased.

Der Verzicht auf die heute fast ausschließlich angewandte Gasbeheizung der Kokillen verbessert ebenfalls die Werkzeugstandzeiten. Örtliche Überhitzungen von Kokillenbestandteilen wie z.B. der Auswerferstifte bis zur Rotglut werden vermieden, was deren Funktionsfähigkeit und Haltbarkeit erhöht. In gleicher Weise entfällt die Temperatur- und Korrosionsbelastung der kostspieligen Werkzeugmanipulatoren wie z.B. Hydraulikaggregate durch heiße Abgase weitgehend.The abandonment of gas heating, which is almost exclusively used today the mold also improves tool life. Local overheating from mold components such as the ejector pins to red heat are avoided, which increases their functionality and durability. In the same way is omitted the temperature and corrosion exposure of the expensive tool manipulators such as hydraulic units largely due to hot exhaust gases.

Der Fortfall des offenen Feuers am Arbeitsplatz kommt nicht zuletzt der heute besonders aktuellen Forderung nach humaner und umweltfreundlicher Technologie in bemerkenswerter Weise entgegen.Last but not least is the elimination of open fires in the workplace today's particularly current demand for humane and environmentally friendly technology contrary to this in a remarkable way.

In der Zeichnung sind Beispiele der erfindungsgemäßen Einrichtungen schematisch dargestellt und zwar zeigt Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine Gießform mit drei Heiz-/Kühlelementen und das erforderliche Heiz-/Kühlmittelaggregat samt Leitungssystem Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch ein Kokillenbauteil mit Kühlelement als Verbundgußteil Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch ein hohlgegossenes Kokillenbauteil mit Heiz-/Kühlfunktion Fig. 4 einen senkrechten Schnitt durch ein ringförmiges Kühlelement Im Beispiel der Fig. 1 sind in die aus Ober- und Unterteil 1a, 1b bestehende Dauerform als Heiz-/Kühlelemente ausgebildete Bauteile 2,3,4 eingesetzt, die über Magnetventile 5,6,7 mit dem Heiz-/Kühlmittelaggregat 8 Verbindung haben.In the drawing are examples of the devices according to the invention shown schematically, namely Fig. 1 shows a vertical section through a Casting mold with three heating / cooling elements and the required heating / cooling unit together with the line system FIG. 2 shows a vertical section through a mold component Cooling element as a composite casting Fig. 3 is a vertical section through a hollow cast Mold component with heating / cooling function FIG. 4 shows a vertical section through a annular cooling element In the example in FIG. 1, the are off Upper and lower part 1a, 1b existing permanent form designed as heating / cooling elements Components 2,3,4 are used, which are connected to the heating / coolant unit via solenoid valves 5,6,7 8 have connection.

Vor Gießbeginn wird die Kokille mit Hilfe eines Heizmittels, das vom Heiz-/ Kühlaggregat 8 aus beispielsweise in Form von Heißdampf über die Zuflußrohre 2', 3', 4' die Heiz-/Kühlelemente 2,3,4 durchströmt,auf eine geeignete Betiebstemperatur gebracht. Danach beginnt die Guß produktion mit dem Einfüllen der Schmelze durch den Speisereinguß 9 in den Formhohlraum 10. Die Lenkung der Erstarrung des Gußstücks setzt ein mit dem Einschalten des Kühlelements 2 aus einem Werkstoff mit vorzugsweise hoher Wärmeleitfähigkeit im Vergleich zum übrigen Kokillenmaterial. Geeignet erscheinen beispielsweise niedrig legierte Cu-Werkstoffe für die Kühlelemente und Grauguß, Warmarbeitsstahl oder ein geeignetes Feuerfestmaterial für die übrigen Formwandpartien. Als Kühlmittel kann z.B. ebenfalls Wasser dienen, das mit entsprechendem Druck in das Kühlelement 2 eingespritzt wird und seiner Umgebung einen hohen Betrag von Verdampfungswärme entzieht. Der intensive Wärmeentzug wird gestoppt, sobald die Erstarrung im Bereich des Kühlelements 2 abgeschlossen ist Nun erfolgt durch Einschalten des Kühlelemente 3 die weitere Erstarrungslenkung in dessen Bereich.Before the start of casting, the mold is with the help of a heating means that is from Heating / cooling unit 8 from, for example, in the form of superheated steam via the supply pipes 2 ', 3', 4 'flows through the heating / cooling elements 2, 3, 4 to a suitable operating temperature brought. Then casting production begins with the pouring in of the melt the feeder sprue 9 into the mold cavity 10. The control of the solidification of the casting begins with the switching on of the cooling element 2 made of a material with preferably high thermal conductivity compared to the rest of the mold material. Appear suitable For example, low-alloy Cu materials for the cooling elements and gray cast iron, Hot-work steel or a suitable refractory material for the remaining mold wall sections. Water, for example, can also be used as a coolant, which is in the cooling element 2 is injected and its surroundings have a high amount of heat of vaporization withdraws. The intense heat extraction is stopped as soon as the solidification in the area of the cooling element 2 is now complete by switching on the cooling element 3 the further solidification control in its area.

Die Erstarrung endet in der Speiserzone 9, nachdem auf Kühlelement 3 folgend Kühlelement 4 sein Intensitätsmaximum überschritten hat. Danach erfolgt durch die weitere Wärmeabgabe des auf Entformungstemperatur abkühlenden Guß teils ein weitgehender Temperaturausgleich in der Gießform auf geeignete Werte für den nächsten Guß. Anschließend wird die Form zur Gußteilentnahme geöffnet und nach einer kurzen Überprüfung der Arbeitstemperatur beispielsweise mit Hilfe einer Infrarot-Kamera für den nächsten Gießtakt wieder geschlossen. Zur Temperaturüberwachung und Steuerung der Leistung der Kühlelemente können auch Thermoelemente in die Heiz-/Kühlelemente einbezogen sein (in der Skizze nicht dargestellt).The solidification ends in the feeder zone 9 after the cooling element 3 following cooling element 4 has exceeded its maximum intensity. Then takes place by the further heat emission of the casting, which cools down to demoulding temperature, in part an extensive temperature equalization in the casting mold to suitable values for the next cast. Then the mold is opened to remove the casting and after a brief check of the working temperature, for example with the help of an infrared camera closed again for the next casting cycle. For temperature monitoring and control The power of the cooling elements can also use thermocouples in the heating / cooling elements be included (not shown in the sketch).

Als Heiz-/Kühlmittel sind auch andere in der Technik bekannte Wärmeübertragungsmedien verwendbar.Other heat transfer media known in the art are also used as heating / cooling media usable.

Fig. 2 zeigt ein Bauteil 20 für eine Dauerform mit einem eingegossenen Heiz-/ Kühlelement 21, dessen Oberfläche teilweise in direktem Kontakt zur Schmelze bezw. dem erstarrenden Gußteil bei 22 steht. Diese Ausführung ist besonders geeignet für einen örtlich begrenzten intensiven Wärmeentzug bei extrem kurzer Ansprechzeit des Kühlelements. Zur Unterstützung der örtlichen Begrenzung der Kühlwirkung ist ein Teil der Kühlelementoberfläche wärmeisoliert 23. Die Heiz-/ Kühlmittel-Zuleitung 211 besteht vorteilhafterweise aus einem Material mit niedriger Wärmeleitfähigkeit, ihre Zentrierung wird durch Distanzwarzen 24 besorgt.Fig. 2 shows a component 20 for a permanent mold with a cast Heating / cooling element 21, the surface of which is partially in direct contact with the melt respectively the solidifying casting is at 22. This version is particularly suitable for a locally limited intensive heat extraction with an extremely short response time of the cooling element. To support the local limitation of the cooling effect a part of the cooling element surface is thermally insulated 23. The heating / coolant supply line 211 is advantageously made of a material with low thermal conductivity, their centering is provided by spacer warts 24.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel für Heiz-/Kühlelements zeigt Fig. 3 mit einer formgebenden Partie 30, die in das Gußteil bei 31 einspringt. Der in solchen Formbereichen bei herkömmlicher Gußproduktion auftretende Wärmestau, der zu frühzeitigem Werkzeugverschleiß führt, wird hier durch eine wirkungsvolle Direktkühlung unterbunden.Another embodiment for heating / cooling element is shown in FIG. 3 with a shaping part 30 which jumps into the casting at 31. The in such mold areas occurring in conventional casting production, the leads to premature tool wear, is ensured here by effective direct cooling prevented.

Fig. 4 schließlich zeigt die Möglichkeit, die Gußteilerstarrung in der Nähe eines Speisers am sogenannten Speiserhals bei 42 mit Hilfe eines ringförmigen Heiz-/Kühlelements 41 zu steuern.Fig. 4 finally shows the possibility of the solidification of the casting in the proximity of a feeder on the so-called feeder neck at 42 with the help of an annular To control heating / cooling element 41.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims (6)

Patentansprüche i. Verfahren zur Steuerung des Wärmehaushalts von Gießformen durch Einsatz von Heiz- und Kühlelementen, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießform mit Hilfe von einbezogenen Heiz-/Kühlelementen vor der Formfüllung des jeweiligen Abgusses auf die erforderlichen Arbeitstemperaturen gebracht und daß im wesentlichen nach der Formfüllung durch Umschalten zumindest eines Teils der Heiz-/Kühlelemente auf Kühlfunktion in zeitlicher Abfolge in Richtung Speiserzonen Wärme aus dem erstarren den und abkühlenden Gußteil in der Weise abgeführt wird, daß das erreichte Temperaturminimum in den einzelnen Kühlelementen zeitlich angenähert mit dem Abschluß der Erstarrung in dem zugeordneten Cußteilbereich übereinstimmt. Claims i. Method for controlling the heat balance of Casting molds through the use of heating and cooling elements, characterized in that the mold with the help of included heating / cooling elements before the mold is filled of the respective cast brought to the required working temperatures and that essentially after filling the mold by switching at least a part the heating / cooling elements on cooling function in chronological order in the direction of the feeder zones Heat from the solidifying and cooling cast part is dissipated in such a way that that the temperature minimum reached in the individual cooling elements approximated in time coincides with the completion of the solidification in the assigned Cußteilbereich. 2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des Wärmeentzugs aus dem erstarrenden und abkühlenden Gußteil das Kühlmittel in kleinen Quanten stoßartig über variable Zeitintervalle in das Kühlelement eingespritzt wird, daß mehrere Kühlelemente in abstimmbaren Zeitabständen nacheinander ihr Kühlintensitätsmaximum erreichen und daß nach Überschreiten dieses Maximums die Kühlelemente durch das auf Entformungstemperatur abkühlende Gußteil wieder aufgeheizt werden.2. Device for performing the method according to claim 1, characterized characterized in that to control the extraction of heat from the solidifying and cooling Cast the coolant in small quanta in bursts over variable time intervals is injected into the cooling element that several cooling elements at adjustable time intervals successively reach their cooling intensity maximum and that after exceeding this Maximum the cooling elements through the casting, which cools down to the demolding temperature be reheated. 3. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießform aus Bauteilen besteht, die im Hinblick auf ihre Wärmeleitfähigkeit größere Unterschiede aufweisen.3. Device for performing the method according to claim 1, characterized characterized in that the mold consists of components with a view to their Thermal conductivity have larger differences. 4. Einrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Formbauteile als Guß teile mit Hohlräumen für das Heiz-/Kühlmittel gefertigt sind.4. Device according to claim 2 and 3, characterized in that the molded parts are made as cast parts with cavities for the heating / coolant are. 5. Einrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Formbauteile vorgefertigte Heiz-/Kühlelemente eingegossen sind, die auch in direktem Berührungskontakt zum Gußteil stehen können.5. Device according to claim 2 and 3, characterized in that Prefabricated heating / cooling elements are cast into the molded components, which also can be in direct physical contact with the casting. 6. Einrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Heiz-/Kühlelement in der Gießform teilweise wärmeisoliert ist und daß sein inneres Heiz-/Kühlmittel-Zuführrohr aus einem Werkstoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit besteht.6. Device according to claims 4 and 5, characterized in that that the heating / cooling element is partially thermally insulated in the mold and that its Inner heating / coolant supply pipe made of a material with low thermal conductivity consists.
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