DE60200838T2

DE60200838T2 - Giessvorrichtung zur herstellung von metallgussstücken im vollformgiessverfahren

Info

Publication number: DE60200838T2
Application number: DE60200838T
Authority: DE
Inventors: Andrea Mancusi
Original assignee: Teksid Aluminum SRL
Current assignee: Teksid Aluminum SRL
Priority date: 2001-03-27
Filing date: 2002-03-25
Publication date: 2005-09-15
Anticipated expiration: 2022-03-26
Also published as: ATE271945T1; MXPA03008719A; US6789582B2; WO2002076657A2; ITTO20010287A0; US20040149347A1; JP2004535300A; CA2441391A1; EP1377399B1; ITTO20010287A1; EP1377399A2; DE60200838D1; WO2002076657A3

Description

Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Gießen von geschmolzenem Metall für die Herstellung von Gussstücken aus Metall im sogenannten „verlorenen Schaumstoff"-(lost foam)-Verfahren.
Im Besonderen betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, die enthält:

– einen ersten Behälter des geschmolzenen Metalls,
– einen zweiten Behälter, der mit einer oberen Öffnung versehen ist und ein Bett aus einem körnigen Material enthält, in das ein Modell aus einem geschäumten Material eingebettet ist, das verdampfen kann, wenn es mit dem geschmolzenen Metall in Berührung kommt, und
– eine Eingießvorrichtung, um das geschmolzene Metall vom ersten Behälter zum Modell im zweiten Behälter zu transportieren.

Der Hauptgegenstand der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zu liefern, mit der das flüssige Metall vom Behälter mit dem geschmolzenen Metall zum Modell transportiert werden kann, ohne dass Einschränkungen in der Zeit oder in der Menge des Metalls gegeben sind, um das Modell oder die Form zu füllen.
Dazu besteht ein Gegenstand der Erfindung aus einer Vorrichtung, wie sie oben erwähnt wurde, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie enthält:

– eine Einrichtung, um an den zweiten Behälter einen Unterdruck anzulegen, wobei die Einrichtung einen abnehmbaren Deckel enthält, der die Öffnung des zweiten Behälters dicht verschließen kann und eine erste Öffnung, der die Einrichtung zum Erzeugen des Unterdrucks zugeordnet ist, sowie eine zweite Öffnung besitzt, der die Eingießeinrichtung abgedichtet so zugeordnet ist, dass dann, wenn der Deckel auf den zweiten Behälter abgedichtet aufgesetzt und die Einrichtung zum Erzeugen des Unterdrucks in Betrieb gesetzt wird, das flüssige Metall vom ersten Behälter zum Modell transportiert wird.

Ein zweiter Gegenstand der Erfindung besteht aus einem Verfah ren zum Gießen unter vermindertem Druck, das die oben erwähnte Vorrichtung verwendet.
Weitere Vorteile und Merkmale der Vorrichtung und des Verfahrens gemäß der Erfindung werden aus der nun folgenden ausführlichen Beschreibung und im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, in denen zeigt:
1 die vereinfachte Darstellung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung und
2 die vereinfachte Darstellung der Vorrichtung in einem Arbeitsschritt, der auf den Arbeitsschritt von 1 folgt.
In den Zeichnungen besitzt ein Gießbehälter, der die Bezugsziffer 1 trägt und im Allgemeinen aus Metall besteht, eine offene obere Öffnung, die in Übereinstimmung mit dem „verlorenen Schaumstoff"-Verfahren, das für sich bekannt ist, ein Bett aus Formsand 2 enthält, in das ein Modell 3 jenes Gussstücks eingetaucht ist, das gegossen werden soll und typisch aus Polystyrol besteht.
Im Allgemeinen sind zwei oder mehrere Modelle 3, 3a miteinander zu einer Gruppe über Zweige 4 und 5 verbunden, die ebenfalls aus geschäumtem Polystyrol bestehen und während des Gussvorgangs als Leitungen dienen, um das geschmolzene Metall zu den Modellen zu transportieren, die jene Gussstücke bestimmen, die gegossen werden sollen.
In 1 enthält die Gruppe einen Hauptzweig 4 mit einem Kopf 6, der aus dem Sandbett vorspringt und mit dem geschmolzenen Metall in Berührung tritt, das zugeführt wird.
Das Muster oder die Gruppe von Modellen sowie der oder die entsprechenden das Metall zuführenden Zweige sind vorzugsweise mit einem Belag überzogen, um die Oberfläche des geschäumten Materials für Gase durchlässig zu machen.
Ein Deckel, der die Bezugsziffer 7 trägt und mit einem Dichtungsring 8 versehen ist, kann in die obere Öffnung des Behäl ters 1 abdichtend eingreifen, um den Behälter von der äußeren Atmosphäre zu trennen.
Der Deckel 7 besitzt eine erste Öffnung 9, der eine Unterdruckleitung 10 zugeordnet ist, die mit einer Vakuumpumpe 11 und mit einem Druckablassventil 12 in Verbindung steht.
Weiters enthält der Deckel 7 eine zweite Öffnung 13, der eine Eingießvorrichtung 14 abgedichtet zugeordnet ist, um das geschmolzene Metall von einem Warmhalteofen 15 zum Gießbehälter 1 zu transportieren. Die Eingießvorrichtung enthält ein heberartiges Rohr 16, das sich in eine Muffe 17 öffnet, die vorzugsweise mit einem keramischen Material beschichtet und dem Deckel 7 abgedichtet zugeordnet ist.
Um den Gießschritt auszuführen, den 2 zeigt, wird der Deckel 7 auf der Öffnung des Behälters 1 so angeordnet, dass die Öffnung des Behälters abgedichtet verschlossen wird, wobei das Rohr 14 in das Bad des geschmolzenen Metalls im Warmhalteofen 15 eingetaucht wird. Die Muffe 17 wird in das Sandbett 2 sinken und den Kopf 6 der Polystyrol-Gruppe umschließen.
Der Füllvorgang beginnt damit, dass mit Hilfe der Pumpe 11 ein Unterdruck erzeugt wird. Während der Anfangsschritte des Vorgangs entsteht durch die Erzeugung des Unterdrucks – da die in den Zwischenräumen zwischen den Körnern des Formsands enthaltene Luft evakuiert wird – eine Verdichtung des Sands, durch die die Qualität des Gussstücks verbessert wird. Eine weitere Erzeugung eines Unterdrucks führt dann zu jenem Unterdruck, der notwendig ist, damit das Metall aus dem Warmhalteofen 15 in den Gießbehälter 1 fließen kann.
Nachdem die Füllung beendet ist, wird das Pumpensystem 11 außer Betrieb gesetzt und das Druckablassventil 12 geöffnet, um im Behälter die Druckbedingungen der Umgebung wieder herzustellen. Zu diesem Zeitpunkt wird der Deckel 7 vom Behälter entfernt, möglicherweise mit einer Bedienungseinrichtung, die eigens dazu vorgesehen ist, um das Gussstück oder die Gruppe herausnehmen zu können, die geformt wurden.
Mit der Gießvorrichtung gemäß der Erfindung sowie mit dem ent sprechende Gießverfahren, das diese Vorrichtung verwendet, können beträchtliche Vorteile erreicht werden, unter andrem folgende:

– eine große Flexibilität im Betrieb, die das Gießen von geformten Gussstücken in jeder Größe ermöglicht, da es möglich ist, jede gewünschte Menge an geschmolzenem Metall zuzuführen, das sich im Warmhalteofen befindet, ohne dass eine bestimmte Zumessung erforderlich ist,
– die Wärmeverluste während des Transports sind niedrig und die Taktzeiten werden herabgesetzt,
– infolge der geringeren Wärmeverluste kann die Eingießtemperatur des geschmolzenen Metalls herabgesetzt werden, wodurch man erreicht, dass die Porosität des Gussstücks kleiner wird und Energie eingespart werden kann, und
– infolge der raschen Absaugung der Verbrennungsgase sowie infolge der Herabsetzung der Oxidation der Metalllegierung, die von der vorbereitenden Entfernung der Luft stammt, die im Formsand enthalten ist, kann weiters die Qualität des Gussstücks verbessert werden.

Selbstverständlich bleibt die Grundlage der Erfindung gleich, wobei Arten der Ausführungsform sowie Einzelheiten des Aufbaus gegenüber der Beschreibung und den Zeichnungen des nicht einschränkenden Beispiels weit verändert werden können, ohne dadurch vom Gebiet der angeschlossenen Ansprüche abzuweichen.

Claims

Vorrichtung zum Gießen von geschmolzenem Metall für die Herstellung von Gussstücken aus Metall im „verlorenen Schaumstoff"-(lost foam)-Verfahren, wobei die Vorrichtung enthält: – einen ersten Behälter (15) des geschmolzenen Metalls, – einen zweiten Behälter (1), der mit einer oberen Öffnung versehen ist und ein Bett aus einem körnigen Material (2) enthält, in das ein Modell (3, 3a) aus einem geschäumten Material eingebettet ist, das verdampfen kann, wenn es mit dem geschmolzenen Metall in Berührung kommt, und – eine Eingießvorrichtung (14), um das geschmolzene Metall vom ersten Behälter (15) zum Modell (3, 3a) im zweiten Behälter (1) zu transportieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung enthält: – eine Einrichtung, um an den zweiten Behälter (1) einen Unterdruck anzulegen, wobei die Einrichtung einen abnehmbaren Deckel (7) enthält, der die Öffnung des zweiten Behälters (1) dicht verschließen kann und eine erste Öffnung (9), der die Einrichtung zum Erzeugen des Unterdrucks (10, 11) zugeordnet ist, sowie eine zweite Öffnung (13) besitzt, der die Eingießeinrichtung (14) abgedichtet so zugeordnet ist, dass dann, wenn der Deckel (7) auf den zweiten Behälter (1) abgedichtet aufgesetzt und die Einrichtung zum Erzeugen des Unterdrucks (10, 11) in Betrieb gesetzt wird, das flüssige Metall vom ersten Behälter (15) zum Modell (3, 3a) transportiert wird.
Gießvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingießeinrichtung (14) ein heberartiges Rohr (16) enthält, das sich in eine Muffe (17) öffnet, die dem Deckel (7) abgedichtet zugeordnet ist.
Gießvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Muffe (17) so angeordnet ist, dass sie ein Kopfende (6) eines Zweigs (4) des geschäumten Materials umschließt, der mit dem Modell (3, 3a) jenes Gussstücks verbunden ist, das gegossen werden soll.
Verfahren zum Gießen von geschmolzenem Metall für die Herstellung von Gussstücken aus Metall im „verlorenen Schaumstoff"-Verfahren unter Verwendung der Gießvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3.