DE3401354A1

DE3401354A1 - Verfahren zum giessen von graugussteilen

Info

Publication number: DE3401354A1
Application number: DE19843401354
Authority: DE
Inventors: Kurt Dr.-Ing. 5064 Rösrath Honrath
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1984-01-17
Filing date: 1984-01-17
Publication date: 1985-07-18

Description

Verfahren zum Gießen von Graugußteilen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Gießen von Graugußteilen nach der im Oberbegriff des ersten Anspruchs angegebenen Art sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Es ist allgemein bekannt, daß für druckdichte Serien- und Massenteile sehr unterschiedlicher Wanddicken üblicherweise Grauguß verwendet wird, wobei als Gießform üblicherweise die Metallform, die sogenannte Kokille, oder die Sandform, die sogenannte verlorene Form, verwendet wird.
Hierbei wird dann die Schmelze, insbesondere bei Serienfertigung, aus einem Warmhaltebehälter über eine Verbindungsleitung in die Gießform übergeführt. Ublicherweise strömt hierbei die Schmelze von oben in die Gießform, so daß am Auftreffpunkt der Schmelze in der Gießform diese angegriffen wird. Wird insbesondere noch ein Sandkern zusätzlich oder eine Sandform verwendet, so können diese dadurch angegriffen werden und Verunreinigungen in die Schmelze gelangen.
Weiterhin besteht das Problem, daß beim Umfüllen aus dem Warmhaltebehälter Schlacke mitgerissen wird und daß am freien Schmelzstrahl und bei dem Auftreffen in der Gießform ungewollte Oxydation und Verunreinigung erfolgt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens vorzuschlagen, bei der Erosion an der Gießform und/oder Verunreinigung durch den Eingießvorgang vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Dieses Verfahren basiert auf der Erkenntnis, daß bei einem Füllen der Gieß form durch Hochsteigen der Schmelze von deren tiefster Stelle aus weder Erosion in der Gießform noch Verunreinigungen der Schmelze bzw. des fertigen Gußstückes auftreffen können.
Die Unteransprüche 2 bis 4 geben Möglichkeiten, wie die Schmelze vorteilhaft von unten in die Gießform während Gießvorganges hochsteigen kann. Hierbei ist es zum einen möglich, entweder den Warmhaltebehälter derart zu verschwenken, daß der Schmelzespiegel höher als der der Gießform liegt oder im Warmhaltebehälter ein Uberdruck auf die Schmelzeoberfläche zu erzeugen, so daß diese durch die Verbindungsleitung hochgedrückt wird.
Die Ansprüche 5 bis 8 beschreiben Vorrichtungen, mit denen in vorteilhafter Weise das Verfahren ausgeführt werden kann.
Im folgenden wird die Erfindung anhand ausgewählter Beispiele näher erläutert. Es stellen dar: Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit verschwenkbarem Warmhaltebehälter; Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Vorrichtung mit einer Einrichtung zur Ausübung eines Druckes auf die Schmelzeoberfläche; Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Vorrichtung mit einem Kolben als Druckmittel.
In Fig. 1 ist im Querschnitt schematisch eine erfindungsgemäße Gießanlage dargestellt. Sie besteht aus dem Warmhaltebehälter 1, in dem sich die Schmelze 2 befindet.
Diese wird durch die Nachfüllöffnungen 3 in den Warmhaltebehälter 1 eingefüllt. Der Warmhaltebehälter 1 selbst ist in einen Ofen 4 eingesetzt. Zum Halten der Schmelze auf Schmelztemperatur sind zwischen dem Warmhaltebehälter 1 und der Ofenwand 4 an geeigneten Stellen Heizelemente 5 angeordnet. Der Warmhaltebehälter selbst wird in dem Ofen 4 von geeigneten Trageinrichtungen 5a gehalten. Zwischen der Gießform 7 und dem Warmhaltebehälter 1 ist eine Steigleitung 6 angeordnet, welche mit einer geeigneten Isolierung und evtl. Heizeinrichtung ausgekleidet ist, um ein Erstarren der Schmelze zu verhindern. Der Ofen 4 ist verschwenkbar gelagert. Hierzu ist auf der einen Seite ein Drehlager 8 angeordnet. Auf der anderen Seite wird ein oder mehrere Hydraulikzylinder 9 vorgesehen.
Um nun die Schmelze 2 aus dem Warmhaltebehälter 1 über die Steigleitung 6 in die Gießform 7 zu führen, wird der gesamte Ofen 4 durch den Hydraulikzylinder 9 um das Drehlager 8 gekippt. Hierbei wird ebenfalls die Steigleitung 6 nach unten verschwenkt, so daß der Schmelzespiegel 2 innerhalb des Warmhaltebehälters 1 ein höheres Niveau erhält als die Gießform. Aufgrund der.geodätischen Hohenunterschiede steigt die Schmelze über die Steigleitung 6 von unten in die Gießform 7 und füllt so die Form aus. So- bald die Schmelze die Gießform vollständig ausgefüllt hat, wird der Hydraulikzylinder 9 wieder eingefahren, so daß damit die ganze Einrichtung wieder in Ruhelage zurückverschwenkt wird, so daß der Schmelzespiegel 2 innerhalb des Warmhaltebehälters wieder auf ein Niveau zurücksinkt, das unterhalb der Gießform 7 liegt. Dadurch wird sich ebenfalls die Schmelze in der Steigleitung 6 zurückziehen, so daß die Gießform nun abgenommen werden kann von der Steigleitung und gegen eine neue ausgetauscht werden. Sollte es sich im vorliegenden Fall um eine Schmelze handeln, die sehr langsam erstarrt, so ist es zweckmäßig, an der Gießform 7 am Einlauf der Schmelze eine Abdecköffnung vorzusehen, so daß die Gießform schon abgenommen werden kann von der Steigleitung 6, bevor die in der Gießform befindliche Schmelze vollkommen erstarrt ist. Anstelle der Abdecköffnung kann die Gießform auch einen Zulaufkanal nach Art eines Syphons aufweisen, dessen höchster Punkt höher liegt als der Schmelztiegel in der Gießform. Dadurch wird ebenfalls ein Rückströmen von Schmelze verhindert.
Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 dadurch, daß hier keine Verschwenkeinrichtung für den Ofen und damit den Warmhaltebehälter 1 vorgesehen ist, sondern daß vielmehr oberhalb des Schmelzespiegels 2 eine Druckgasleitung 10 in den Warmhaltebehälter 1 mündet.
In der Druckgasleitung 10 ist eine Reguliereinrichtung 11 vorgesehen. Um in diesem Beispiel die Schmelze 2 aus dem Warmhaltebehälter 1 über die Steigleitung 6 in die Gießform 7 strömen zu lassen, wird über die Druckleitung 10 ein Druckgas in den Raum oberhalb des Schmelzespiegels in den Warmhaltebehälter 1 geleitet. Als Druckgas wird ein inertes Gas verwendet, welches weder zu Verunreinigungen noch zu Reaktionen mit der Schmelze neigt. Aufgrund des Druckes auf die Schmelzeoberfläche 2 wird die Schmelze durch die Steigleitung 6 von unten in die Gießform 7 steigen. Sobald die Gießform gefüllt ist, wird die vorzugsweise ebenfalls installierte Absperrvorrichtung 12, welche zwischen Gießform 7 und Steigleitung 6 angeordnet ist, geschlossen, so daß die Schmelze nicht mehr aus der Gießform zurücklaufen kann. Sodann kann die Gießform 7 entfernt werden und gegen eine neue ausgetauscht werden.
Solange keine Gießform 7 vorhanden ist, ist es zweckmäßig, den Gasdruck in der Leitung 10 abzusenken, so daß die Absperrvorrichtung 12 nicht ständig unter Schmelzeüberdruck steht. Auch bei dieser Ausführungsform kann ein Zulaufkanal, wie zu Ausführungsform 1 beschrieben, benutzt werden.
Die Ausbildung nach Fig. 3 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 2 dadurch, daß anstelle der Druckgasleitung 10 auf die Schmelzeoberfläche ein Kolben 13 wirkt, der durch eine geeignete Verstelleinrichtung verschoben werden kann. Im Unterschied zu den Ausführungen nach Fig. 1 und 2 wird in diesem Beispiel die Schmelze nicht durch eine Nachfüllöffnung 3 in den Warmhaltebehälter 1 eingegeben, sondern durch eine am Boden des Schmelzebehälters angeordnete Zuführleitung 3'.
Zum Hochdrücken der Schmelze in die Steigleitung 6 und weiter über die Absperrvorrichtung 12 in die Gießform 7 wird nunmehr der Kolben 13 abwärts bewegt. Der auf die Schmelze 2 ausgeübte Druck kann durch Vor- oder Zurückbewegen des Kolbens 13 reguliert werden.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zum Gießen von Graugußteilen, insbesondere im Kokillengußverfahren, wobei die Schmelze aus einem Warmhaltebehälter über eine Verbindungsleitung in die Gießform strömt, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung als Steigleitung ausgebildet ist, daß der in Ruhe befindliche Schmelzespiegel im Warmhaltebehälter unterhalb der tiefsten Stelle der Gießform liegt und daß die Schmelze aufgrund Veränderung des potentiellen Energiezustandes in die Form hochsteigt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung des Energiezustandes durch Verschwenken des Warmhaltebehälters derart geschieht, daß der Schmelzespiegel während des Gießvorgangs höher als die Form gelegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze durch Erzeugen eines Uberdruckes im Warmhaltebehälter hochgedrückt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze durch Erzeugung eines auf den Schmelzespiegel im Warmhaltebehälter wirkenden äußeren Druckes in die Gießform hochsteigt.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche mit einem Warmhaltebehälter, der über eine Verbindungsleitung mit der Gießform verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung als Steigleitung ausgebildet ist, daß der Warmhaltebehälter im wesentlichen unterhalb der tiefsten Stelle der Gießform angeordnet ist und daß das Steigrohr unterhalb der tiefsten Stelle der Gießform mit dieser verbunden ist, wobei zumindest das Steigrohr durch eine geeignete Verschlußeinrichtung verschließbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Warmhaltebehälter allseits geschlossen ist und mit einer oeffnung zum Einfüllen der Schmelze versehen ist, wobei der Warmhaltebehälter zum Hochsteigen der Schmelze in die Gießform derart verschwenkbar gelagert ist, daß während des Gießvorgangs der Schmelzespiegel auf oder über die Höhe der Gießform gelangt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Warmhaltebehälter allseits geschlossen ist und mit zumindest einer Öffnung versehen ist, über die ein inertes Gas unter Uberdruck zugeführt werden kann.
8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Warmhaltebehälter ein Kolben zum Hochdrücken der Schmelze in das Steigrohr beweglich gelagert ist, wobei der Kolben elektrisch, pneumatisch, hydraulisch oder mechanisch betätigbar ist.