DE3432523C2 - - Google Patents
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- DE3432523C2 DE3432523C2 DE19843432523 DE3432523A DE3432523C2 DE 3432523 C2 DE3432523 C2 DE 3432523C2 DE 19843432523 DE19843432523 DE 19843432523 DE 3432523 A DE3432523 A DE 3432523A DE 3432523 C2 DE3432523 C2 DE 3432523C2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
- B22D27/15—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting by using vacuum
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
- B22D27/003—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting by using inert gases
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Gießvorrichtung für Metalle, bestehend
aus einem heizbaren Tiegel für die Metallschmelze und einer koaxial
darunter angeordneten Küvette als Gußform, die von einem Vakuumbehäl
ter umgeben ist.
Derartige Gießvorrichtungen sind allgemein üblich, insbesondere
in der Schmuckindustrie, und beispielsweise in der DE-PS 30 26 720
beschrieben.
Ein ständiges Problem bei den gattungsgemäßen Gießvorrichtungen
besteht in der Abdichtung des Tiegels gegen die Küvette bzw. den
Vakuumbehälter. Hier wurde beispielsweise schon vorgeschlagen
(DE-PS 30 26 720) als Dichtungsring einen Schneidring vorzusehen,
um eine ausreichende Dichtung zu erreichen. Dies hat sich in der
Praxis jedoch nicht bewährt.
Andererseits ist eine einwandfreie Abdichtung deswegen erforderlich,
damit von der äußeren Luftumgebung eine atmosphärische Luft während des
Gießvorganges mit der einfließenden Metallschmelze in Berührung
kommt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, dies auf einfache und wirkungs
volle Art zu verhindern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Küvette
mit einem umlaufenden Flansch auf einem Kragen des Vakuumbehälters
aufsitzt, so daß der unterhalb des Flansches liegende Küvettenteil
im Vakuum liegt und der oberhalb des Flansches liegende Küvettenteil
in ein von der umlaufenden Wandung des Vakuumbehälters und dem
Boden des Tiegelgehäuses gebildetes Schutzgasvolumen ragt.
Die grundlegende Idee der Erfindung besteht also darin, den oberen
Küvettenteil und die obere Stirnfläche der Küvette
nicht dem Vakuumraum innerhalb des Vakuumbehälters zuzuordnen,
sondern in ein Schutzgasvolumen ragen zu lassen, das sich bis
zur Austrittsöffnung der Metallschmelze am Tiegelboden erstreckt.
Als Schutzgas kann beispielsweise Stickstoff verwendet werden,
wie es auch im Tiegelgehäuse eingesetzt wird, da bekanntlich das
Metall unter Schutzgasatmosphäre im Tiegel erschmolzen wird. Gemäß
einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, daß das Schutzgas
volumen teilweise von einer glockenförmigen Vertiefung im Boden
des Tiegelgehäuses gebildet ist, die sich bis zum Metallschmelzen-
Austritt aus dem Tiegelboden erstreckt. Hier kann in einfacher
Art und Weise vom Schutzgasanschluß des Tiegelgehäuses eine Leitung
in diese Vertiefung geführt sein, wodurch der gesamte Raum zwischen Tie
gelboden und Küvetteneingußtrichter mit Schutzgas versorgt wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, daß diese Vertie
fung einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, und die Zuführung
des Schutzgases tangential in die Vertiefung erfolgt, so daß
sich eine spiralförmige Verwirbelung des Schutzgases in der Nähe
des Eintritts ergibt, wobei die Eintrittsöffnung des Schutzgases
vorzugsweise dicht in der Nähe der Austrittsöffnung der Metallschmelze
aus dem Tiegel liegt. Die spiralförmige Umschließung der austreten
den Metallschmelze hat gegenüber einer direkten Beaufschlagung
des Metallstroms den Vorteil, daß sich der eintretende Stickstoff
langsamer erwärmt und einer Schwitzwasserbildung vorgebeugt werden
kann, und daß vor allem keine einseitige Abkühlung des flüssigen Meall
stromes durch das einströmende kalte Schutzgas erfolgt.
Die erfindungsgemäße Zuleitung von Schutzgas in den Küvettenbereich
hat außerdem den Vorteil, daß vor dem Gießvorgang nach Anlegen
des Vakuums Stickstoff in die Küvette gesaugt wird (Vorsaugen),
wodurch sich Sauerstoffreste in den Gießkanälen der Küvette zuver
lässig entfernen lassen, bevor der eigentliche Guß erfolgt. Insbeson
dere bei komplizierten Gießkanälen mit geringem Querschnitt und
feinen Verästelungen, wie beispielsweise in der Schmuckindustrie
üblich, bedeutet diese zusätzliche Absaugung der atmosphärischen Luft
von der Küvette eine beträchtliche Qualitätssteigerung der Gußoberfläche.
Gegenüber den bekannten Lösungen tritt das Abdichtproblem bei
der erfindungsgemäßen Lösung nur in sehr eingeschränktem Umfange auf.
So ist vorgesehen, daß der Tiegelboden gegen die Stirnseite des
Vakuumbehälters mit einer Ringdichtung abgedichtet ist. Diese
Ringdichtung dient aber primär nur dazu, unnötigen Verlust
von Stickstoff zu vermeiden, da infolge des höheren Innendrucks
in dem Schutzgasvolumen gegenüber dem Außendruck im schlimmsten
Falle selbst bei ungenügender Abdichtung Stickstoff nach außen
strömen würde, infolge des Druckunterschiedes jedoch keine Luft
nach innen Zutritt hat. In diesem Sinne kann das Schutzgasvolumen,
kurz auch als "Schutzgasdichtung" bezeichnet werden, die eine
einwandfreiere Dichtung als die üblichen mechanischen Mittel,
wie Dichtringe oder Schneidringe, ermöglicht.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Gießvorrichtung
wird anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch den unteren Teil der er
findungsgemäßen Gießvorrichtung,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch den oberen Teil der erfin
dungsgemäßen Gießvorrichtung,
Fig. 3 eine Aufsicht in Richtung des Pfeiles A, und
Fig. 4 eine Aufsicht in Richtung des Pfeiles B.
Die wesentlichen konstruktiven Bestandteile der erfindungsgemäßen
Gießvorrichtung sind durch entsprechende Gießvorrichtungen des
Anmelders bekannt, die seit Jahren im Handel und damit der Fachwelt
zugänglich sind. Es sollen daher nur die wesentlichen konstruktiven
Bauteile kurz angedeutet werden:
Die Gießvorrichtung ist im wesentlichen dreiteilig ausgeführt.
Sie besteht aus einem ruhenden Tiegelgehäuse 40, in dem ein
Tiegel 10 zur Aufnahme der Metallschmelze koaxial
angeordnet ist. Darunter befindet sich ein Vakuumbehälter 30 mit
einer Küvette 20 (also der Gußform), der an einem seitlichen Arm
37 a vertikal verschiebbar und horizontal verschwenkbar angebracht
ist, so daß die Küvette 20 in den Vakuumbehälter 30 eingelegt
und wieder entnommen werden kann und danach der Vakuumbehälter
von unten an den Boden 46 des Tiegelgehäuses 40 angepreßt werden
kann.
Der Tiegel 10 ist von einer elektrischen oder induktiven Heizvorrich
tung 13 umgeben, die ihrerseits von einer thermischen Isolierschicht 15
umschlossen ist. Der Tiegel 10 mit den Heizelementen 13 und der
Isolierschicht 15 sitzt auf einem Boden 11, in dessen Mitte eine
Auslaßöffnung 14 angebracht ist, die über einen Gußkanal 16 mit
dem Tiegel-Innenraum 17 in Verbindung steht. Der Tiegelinnenraum
ist in seinem unteren Teil kegelförmig ausgebildet, und mündet
in den Gußkanal 16. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel bildet eine
Induktionsspule die Heizelemente 13.
Zum Verschluß dieser Öffnung ist ein Verschlußstab 47 vorgesehen,
der oben durch das Tiegelgehäuse 40 geführt ist und an dessen
unterem Ende sich ein Graphitkörper 43 befindet, der in die Metall
schmelze eintaucht und die Austrittsöffnung in den Gußkanal 16
verschließen kann. In der gezeichneten Position ist der Tiegelinnen
raum 17 geöffnet, die Gießvorrichtung befindet sich also in Gußposi
tion. Der Verschlußstab 47 wird über ein pneumatisches Hebelsystem
48 gesteuert.
In der oberhalb des Tiegels 10 befindlichen Tiegelabdeckglocke 40
befindet sich Schutzgas, das von zwei Schutzgasanschlüssen
44 und 45 eingespeist wird, wobei vom Schutzgasanschluß 45 eine
erste Schutzgasleitung 45 a tangential in das Innenvolumen der
Tiegelabdeckglocke 40 geführt ist (Fig. 3).
Zur thermischen Isolierung der Tiegelabdeckung 40 sind ein Kühlmantel
41 a und 41 b vorgesehen.
Der Boden 46 der Tiegelabdeckglocke 40 ist so ausgebildet, daß er
in seiner Mitte koaxial zur Ausgußöffnung 14 des Bodens 11 des
Tiegels 10 eine trichterförmige Vertiefung 46 a bildet, in die vom
Schutzgasanschluß 45 eine zweite Schutzgasleitung 45 b tangential
geführt ist (Fig. 4). Damit ist es möglich, das unterhalb der
Ausgußöffnung 14 anschließende Volumen unmittelbar mit Schutzgas
zu beaufschlagen und somit einen Kontakt der austretenden Metall
schmelze mit atmosphärischer Luft zu verhindern.
Zur Schaffung eines geschlossenen Schutzgasvolumens 50 ist in
der oberen Stirnseite 33 des Vakuumbehälters 30 eine Ringdichtung
34 eingelegt und die Küvette 20 ist eine an sich bekannte Flansch
küvette, deren ringförmiger Flansch 21 auf einem ringförmigen
Kragen 31 des Vakuumbehälters 30 aufsitzt. Das Schutzgasvolumen
50 wird somit von dem Flansch 21, dem Kragen 31, den Seitenwandungen
32 des Vakuumbehälters 30 und dem Boden 46 des Tiegelgehäuses
umschlossen. Die Einhängung der Küvette 20 mittels des Flansches
21 in den Vakuumbehälter 30 sorgt auch für eine Trennung des Schutz
gasvolumens 50 vom Vakuumvolumen 39, das den größten Teil der
Küvette 20 umgibt und das über einen Vakuumanschluß 36 mit einer
(nicht dargestellten) Vakuumpumpe und einem Manometer 38 verbunden
ist.
Das abgeschlossene Schutzgasvolumen sorgt dafür, daß der aus der
Ausgußöffnung 14 austretende Gießstrahl auf sehr kurzem Weg durch die
Schutzgasatmosphäre in den senkrecht darunter liegenden Gießkanal der Küvette
20 gelangt. Für den Zweck der Verhinderung von Luftzufuhr an
den Gießstrahl ist dabei die umlaufende Ringdichtung 34 nur von
sekundärer Bedeutung, da selbst bei einer Undichtigkeit in diesem
Bereich dies lediglich dazu führen würde, daß infolge des Überdrucks
der Schutzgasatmosphäre Schutzgas nach außen entweichen würde,
nicht jedoch Luft in das Schutzgasvolumen 50 eindringen könnte.
Die Erfindung benutzt also zum ersten Mal das Prinzip der Schutzgas
atmosphäre nicht nur im Bereich des Tiegels, sondern auch im beson
ders kritischen Übergangsbereich zwischen Tiegel 10 und Küvette
20.
Claims (7)
1. Gießvorrichtung für Metalle, bestehend aus einem heizbaren
Tiegel für die Metallschmelze und einer koaxial darunter angeordneten
Küvette als Gußform, die von einem Vakuumbehälter umgeben ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen der Ausgußöffnung (14)
des Tiegels (10) und der Eintrittsöffnung (24) der Küvette (20)
befindliche Strecke vollständig innerhalb eines Schutzgasvolumens
(50) liegt.
2. Gießvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Küvette (20) mit einem umlaufenden Flansch (21) auf einem
Kragen (31) des Vakuumbehälters (30) aufsitzt, so daß der unterhalb
des Flansches (21) liegende Küvettenteil (20 a) im Vakuum liegt
und der oberhalb des Flansches (21) liegende Küvettenteil (20 b)
in das von der umlaufenden Wandung (32) des Vakuumbehältes (30)
und dem Boden (46) der Tiegelabdeckglocke (40) gebildete Schutzgasvo
lumen (50) ragt.
3. Gießvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Schutzgasvolumen (50) teilweise von einer Vertiefung
(46 a) im Boden (46) der Tiegelabdeckglocke (40) gebildet ist.
4. Gießvorrichtung nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gaszufuhr vom Schutzgasanschluß (45) der Tiegelabdeckglocke
(40) in die Vertiefung (46 a) des Bodens (46) erfolgt.
5. Gießvorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vertiefung (46 a) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist,
und daß die Zuführung des Schutzgases tangential erfolgt.
6. Gießvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Boden (46) der Tiegelabdeckglocke (40) gegen die Stirnseite (33)
des Vakuumbehälters (30) mit einer Ringdichtung (34) abgedichtet
ist.
7. Gießvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Tiegelgehäuse (40) vertikal gegen den Boden (11) gepreßt
wird, auf dem der Tiegel (10) aufsitzt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19843432523 DE3432523A1 (de) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | Giessvorrichtung fuer metalle |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19843432523 DE3432523A1 (de) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | Giessvorrichtung fuer metalle |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3432523A1 DE3432523A1 (de) | 1986-03-13 |
DE3432523C2 true DE3432523C2 (de) | 1987-07-16 |
Family
ID=6244627
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19843432523 Granted DE3432523A1 (de) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | Giessvorrichtung fuer metalle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3432523A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4039807C1 (de) * | 1990-12-13 | 1991-10-02 | Mtu Muenchen Gmbh | |
DE29720836U1 (de) * | 1997-11-24 | 1998-01-22 | Vaw Mandl & Berger Gmbh, Linz | Niederdruckgießofen mit Schutzgaszuführung |
CN104593613A (zh) * | 2015-01-07 | 2015-05-06 | 江苏省电力公司 | 一种3d打印金属熔炼装置 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19808552A1 (de) * | 1998-02-06 | 1999-08-12 | Herbst Bremer Goldschlaegerei | Gußvorrichtung, insbesondere Druckgußvorrichtung zur Herstellung von Dentalgußteilen, und Verfahren |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3026720C2 (de) * | 1980-07-15 | 1982-09-23 | Leybold-Heraeus GmbH, 5000 Köln | Geschlossener Induktionsschmelz und -Gießofen mit einer Hubvorrichtung für eine Gießform |
DE3026721C2 (de) * | 1980-07-15 | 1982-11-11 | Leybold-Heraeus GmbH, 5000 Köln | Geschlossener Induktionsschmelz- und Gießofen mit auswechselbarem Schmelztiegel |
-
1984
- 1984-09-05 DE DE19843432523 patent/DE3432523A1/de active Granted
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE29720836U1 (de) * | 1997-11-24 | 1998-01-22 | Vaw Mandl & Berger Gmbh, Linz | Niederdruckgießofen mit Schutzgaszuführung |
CN104593613A (zh) * | 2015-01-07 | 2015-05-06 | 江苏省电力公司 | 一种3d打印金属熔炼装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE3432523A1 (de) | 1986-03-13 |
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