DE60301056T2

DE60301056T2 - System zum Abgiessen vom Metallschmelze

Info

Publication number: DE60301056T2
Application number: DE60301056T
Authority: DE
Inventors: Jacques Vervier
Original assignee: ALM SA
Current assignee: Maquet SAS
Priority date: 2003-04-18
Filing date: 2003-04-18
Publication date: 2006-06-01
Anticipated expiration: 2023-04-19
Also published as: ES2246458T3; AU2004230277A1; EP1477253A1; ATE299768T1; US20060113058A1; EP1477253B1; CA2522000A1; WO2004091831A1; DE60301056D1

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Abstechen und Gießen von schmelzflüssigem Material mit einem Schmelzpunkt von über 0 Grad Celsius, die einen ersten Behälter und einen zweiten Behälter, der in den ersten Behälter eingeführt werden kann, umfasst.
Bisheriger Stand der Technik
In der Technik sind viele Systeme bekannt, die dazu dienen, eine bestimmte Menge oder ein bestimmtes Volumen eines schmelzflüssigen Materials aus einem Schmelzofen abzustechen und zum Beispiel in eine Form zu gießen, die zur Verwendung bei Arbeitsgängen des Metalldruckgießens bestimmt ist.
Eine Methode, um diesen Arbeitsgang auszuführen, besteht darin, eine Gießpfanne zu verwenden, die in ein Tauchbad eines schmelzflüssigen Materials eingetaucht werden kann und ferner in der Lage ist, eine bestimmte Menge des besagten schmelzflüssigen Materials zu entnehmen, indem sie es zum Beispiel zur Oberseite einer zu füllenden Form transportiert und das schmelzflüssige Material in die Form gießt, entweder indem die Gießpfanne geneigt wird und man das schmelzflüssige Material durch einen Auslauf abfließen lässt oder indem ein Ventil geöffnet wird und man das schmelzflüssige Material durch das besagte Ventil ausfließen lässt.
Ein System, bei dem das obige Prinzip angewendet wird, ist das "Hodler-System", das in 219 auf Seite 126 von "Technologie de la Fonderie en Moules Métalliques, Fonderie sous pression" (Technologie des Gießens in Metallformen, Druckguss), Éditions techniques des industries de la fonderie, Paris 1968, dargestellt ist. Bei dem besagten System wird ein Behälter in einen Schmelztiegel eingetaucht, welcher schmelzflüssiges Metall enthält. Der besagte Behälter wird dann mit schmelzflüssigem Metall gefüllt. Anschließend wird der Behälter mit mechanischen Mitteln aus dem Tiegel entfernt und zu einem Ort über einer Form oder einem zu einer Form führenden Kanal transportiert. Ein am Boden des beweglichen Behälters befindliches Ventil wird geöffnet, um die Flüssigkeit zur Form hin abfließen zu lassen.
Wenn diese Systeme mit beträchtlichen Mengen von schmelzflüssigem Material eingesetzt werden und es erforderlich ist, mit ihnen sehr genau bemessene Mengen von solchem Material abzustechen und zu gießen, können sie oft nicht manuell angetrieben werden und erfordern aufwendige Mechanismen, um den Behälter in den Tiegel einzutauchen, den besagten Behälter zu bewegen, um das Material zu transportieren, und ein Ventil zu öffnen oder, falls erforderlich, den besagten Behälter zu kippen. Diese Mechanismen sind teuer, was ihre Herstellung, Installation und Wartung betrifft, und weisen Gefahrenquellen auf, wie etwa die Gefahr durch tropfendes schmelzflüssiges Material.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein System zum Abstechen und Gießen einer genauen Menge oder eines genauen Volumens von schmelzflüssigem Material mit einem Schmelzpunkt von über 0 Grad Celsius, insbesondere von schmelzflüssigem Metall, bereitzustellen, wobei das System mit geringerem Kostenaufwand hergestellt, installiert und gewartet werden kann und sicherer ist.
Zu diesem Zweck ist das System dadurch gekennzeichnet, dass sich der zweite Behälter innerhalb des ersten Behälters befindet und während des Betriebs innerhalb des ersten Behälters und in Kontakt mit diesem verbleibt, der erste und der zweite Behälter eine gemeinsame Innenwand (im Folgenden als "gemeinsames Element" bezeichnet) aufweisen, die einen Austritt umfasst, durch den das schmelzflüssige Material aus dem System ausfließen kann, und das System Mittel umfasst, die dazu dienen, den zweiten Behälter in Bezug auf das gemeinsame Element zwischen einer Füllposition zum Füllen des zweiten Behälters mit im ersten Behälter vorhandenem schmelzflüssigem Material und einer Gießposition zum Gießen von schmelzflüssigem Material aus dem zweiten Behälter durch den Austritt hin und her zu bewegen.
Das erfindungsgemäße System ist so beschaffen, dass während des Betriebs der erste Behälter mit schmelzflüssigem Material gefüllt wird. Außerdem befindet sich der zweite Behälter innerhalb des ersten Behälters und führt während des Betriebs eine Bewegung innerhalb des ersten Behälters aus, d. h. der zweite Behälter verbleibt innerhalb des ersten Behälters und verursacht somit kein Tropfen von schmelzflüssigem Material außerhalb des Systems und verursacht weniger Veränderung des schmelzflüssiges Materials, zum Beispiel weniger Oxidation und Verunreinigung des schmelzflüssiges Materials. Dies ist ein erster Vorteil gegenüber den bekannten Systemen nach dem bisherigen Stand der Technik, bei welchen oft schmelzflüssiges Material von dem beweglichen Behälter tropft, was einen unnötigen Verlust von Material und Sicherheitsprobleme zur Folge hat. Dies ist beim "Hodler-System" der Fall, welches außerdem dazu neigt, aufgrund der relativ langen Transportdauer, hauptsächlich außerhalb des Tiegels, eine erhebliche Veränderung des schmelzflüssigen Materials zu verursachen. Das erfindungsgemäße System verbessert diese Situation wesentlich, da der Transport des schmelzflüssigen Materials vor dem Gießen beträchtlich vereinfacht wird.
Ein zweiter Vorteil des erfindungsgemäßen Systems besteht darin, dass das Gießen einfach gesteuert oder gestoppt werden kann, indem die Bewegung des zweiten Behälters umgekehrt oder gestoppt wird, ohne dass ein Verlust oder die Gefahr einer Veränderung des schmelzflüssigen Materials auftritt, da das schmelzflüssige Material, welches nicht gegossen wird, innerhalb des zweiten Behälters und folglich innerhalb des ersten Behälters verbleibt.
Ein dritter Vorteil besteht darin, dass das System sehr kompakt ist, da der zweite Behälter den ersten Behälter nicht verlässt. Das bedeutet erstens, dass die auf dem Fußboden eingenommene Fläche kleiner ist, und zweitens, dass das System wesentlich sauberer ist, da die Elemente des besagten Systems in einem vergleichsweise kleineren Volumen konzentriert sind und somit weniger Schutzmittel erfordern, um die hohen Temperaturen, die Wärmestrahlung, die verunreinigte Atmosphäre, die Spritzer von schmelzflüssigem Material und ähnliches auf einen bestimmten Bereich zu beschränken.
Ein vierter Vorteil besteht darin, dass die Wärme im Wesentlichen innerhalb des Systems verbleibt, bis das Metall tatsächlich gegossen wird, da kein schmelzflüssiges Metall außerhalb des ersten Behälters transportiert wird, bevor es gegossen wird. Beim "Hodler-System" nach dem bisherigen Stand der Technik wird der bewegliche Behälter auf eine solche Weise vom Tiegel weg transportiert, dass dies zu einem größeren Energieverlust führt und in einem größeren Bereich eine Unfallgefahr entsteht.
Ein fünfter Vorteil des erfindungsgemäßen Systems besteht darin, dass bei den Arbeitsgängen des Abstechens und Gießens nur relativ kleine und einfache Bewegungen ausgeführt werden, da der zweite Behälter innerhalb des ersten Behälters verbleibt. Es ist keine komplizierte Bewegung erforderlich, da sich der zweite Behälter relativ zu dem gemeinsamen Element bewegt und die Bewegung somit zumindest bis zu einem gewissen Grade geführt wird, d. h. es ist zum Beispiel nur ein bestimmter Typ oder es sind nur bestimmte Typen von Bewegungen möglich, wie etwa eine Translation oder eine Rotation des zweiten Behälters bezüglich des ersten Behälters. Außerdem kann das System dank seiner Einfachheit ohne komplizierte Mechanismen vollständig automatisiert werden.
Somit erhält man ein einfacheres, kompakteres System, was bedeutet, dass es auch kostengünstiger ist. Da das System einfacher und kompakter ist, und da weniger Wärmeverluste und eine geringere Gefahr des Tropfens von schmelzflüssigem Material, Verunreinigung und Unfallgefahr vorhanden sind, kann das System leichter installiert und gewartet werden. Ferner kann, da die erforderliche Bewegung recht gering ist und auf einfache Weise ausgeführt werden kann, die Bewegung genauer gesteuert werden, was folglich zu einer genauer bemessenen Menge des gegossenen schmelzflüssigen Materials führt.
Somit wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Erfindung zumindest eine teilweise Lösung der erwähnten Probleme der bekannten Abstech- und Gießsysteme bereitgestellt, wobei die besagten Probleme sehr spezifisch für schmelzflüssige Stoffe mit einem Schmelzpunkt von über 0 Grad Celsius sind. Tatsächlich sind die Umstände, unter denen diese Systeme verwendet werden, aufgrund der extremen Temperaturen, der intensiven Strahlung, der verunreinigten Umgebungsatmosphäre, der Spritzer von schmelzflüssigem Metall usw. sehr spezifisch. Unter diesen Umständen können viele normale Werkstoffe und Vorrichtungen nicht verwendet werden, und jede neue Verbesserung muss unter Beachtung des vorhandenen spezifischen Kontextes entwickelt werden.
Insbesondere ist anzumerken, dass das erfindungsgemäße System einfacher, kompakter, sauberer, kostengünstiger sowie leichter zu installieren und zu warten ist, dabei aber dennoch eine größere Genauigkeit bei der Bemessung der gegossenen Mengen von schmelzflüssigem Material bietet, so überraschend dies scheinen mag.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Diese und weitere Aspekte der Erfindung werden nachfolgend beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher erläutert, wobei:
1a eine schematische Schnittdarstellung eines Beispiels des erfindungsgemäßen Systems in Funktion zeigt, während der zweite Behälter vollständig in das Tauchbad des ersten Behälters eingetaucht ist;
1b das System von 1a zeigt, während sich der Flüssigkeitsstand des zweiten Behälters ein wenig über der Überlaufgrenze befindet, wobei das schmelzflüssige Material jedoch noch nicht überläuft;
1c das System von 1a zeigt, während sich der Flüssigkeitsstand des zweiten Behälters über der Überlaufgrenze befindet und während das die Überlaufgrenze übersteigende schmelzflüssige Material über den Rand einer Öffnung fließt;
1d eine Draufsicht des Systems von 1c zeigt;
2a eine schematische Schnittdarstellung eines Beispiels des erfindungsgemäßen Systems zeigt, während es nicht in Betrieb ist, d. h. ohne schmelzflüssiges Material in den Behältern;
2b den zweiten Behälter des Systems von 2a zeigt, wobei der besagte zweite Behälter vollständig vom ersten Behälter getrennt ist;
3a eine schematische Schnittdarstellung eines anderen Beispiels des erfindungsgemäßen Systems in Funktion zeigt, während sich der Flüssigkeitsstand des zweiten Behälters über der Überlaufgrenze befindet und während das die Überlaufgrenze übersteigende schmelzflüssige Material über den Rand einer Öffnung fließt;
3b eine Draufsicht des Systems von 3a zeigt; und
4 eine schematische Schnittdarstellung eines weiteren Beispiels des erfindungsgemäßen Systems in Funktion zeigt, während sich der zweite Behälter in der Gießposition befindet.
Die Abbildungen sind nicht maßstabsgerecht. Allgemein beziehen sich gleiche Bezugszahlen auf gleiche Teile.
Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein System (2) zum Abstechen und Gießen von schmelzflüssigem Material mit hoher Temperatur, zum Beispiel zum Abstechen von schmelzflüssigem Metall aus einem Schmelztiegel (4) und zum Gießen desselben in eine Form.
1a zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Beispiels des erfindungsgemäßen Systems (2) in Funktion, während der zweite Behälter (6) vollständig in das Tauchbad (8) des ersten Behälters eingetaucht ist. Während des Betriebs enthält der erste Behälter (4) oder Schmelztiegel tatsächlich ein Tauchbad (8) von schmelzflüssigem Material, zum Beispiel ein schmelzflüssiges Metall, welches über einen ersten Kanal (20) zum Beispiel mit einem anderen Schmelztiegel kommuniziert, obwohl für Fachleute klar ist, dass ein solcher Verbindungskanal (20) für die Erfindung weder wesentlich noch zwingend erforderlich ist.
Ein zweiter Kanal (18) oder ein hohles Innenrohr befindet sich im Wesentlichen innerhalb des ersten Behälters (4) und erstreckt sich von oberhalb des Füllstandes L_B des Tauchbades (8) es ersten Behälters bis unter den Boden des ersten Behälters (4), wobei es folglich eine Innenwand (26) bildet, die dem ersten Behälter (4) und dem zweiten Behälter (6) gemeinsam ist. In der besagten gemeinsamen Innenwand (26), die den zweiten Kanal (18) vom ersten Behälter (4) und dem darin enthaltenen Tauchbad (8) abgrenzt, ist eine Öffnung (12) oder ein Austritt vorhanden, dessen Höhe des tiefsten Punktes L_A sich über dem Füllstand L_B befinden muss, um zu verhindern, dass das schmelzflüssige Material des Tauchbades (8) durch die Öffnung (12) in den zweiten Kanal (18) fließt. Der besagte zweite Kanal (18) kann eine zylindrische Form aufweisen und von dem Flüssigkeitsbad (8) umgeben sein.
Ein zweiter Behälter (6) ist innerhalb des ersten Behälters (4) angeordnet, d. h. in diesen eingesetzt, und zwar auf eine solche Weise, dass er erstens die Wand (26) im Wesentlichen über eine Verbindungsstelle (22) berührt oder nicht, zweitens sich um den zweiten Kanal (18) herum erstreckt, zum Beispiel so, dass er eine zylindrische Form um den besagten Kanal (18) herum bildet, falls der besagte Kanal (18) eine zylindrische Form hat, und drittens sich nur vertikal bewegen kann. Um die vertikale Bewegung des zweiten Behälters (6) zu bewirken, d. h. um ihn zu heben und abzusenken, sind gewisse Mittel zum Heben des zweiten Behälters (6) vorgesehen. In 1a ist eine Hebevorrichtung (6) dargestellt, welche die Bewegung des zweiten Behälters (6) über gewisse Stangen (14) steuert. Für Fachleute ist jedoch klar, dass auch irgendwelche anderen Mittel verwendet werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.
Der Begriff "innerhalb" in "der zweite Behälter (6) verbleibt innerhalb des ersten Behälters (4)" ist im weiteren Sinne zu verstehen, d. h. er bedeutet, dass der zweite Behälter (6) während des Betriebs in oder etwas über dem ersten Behälter (4) bleibt, auf eine solche Weise, dass einerseits die Bewegung des zweiten Behälters (6) während des Betriebs durch einen relativ einfachen Mechanismus gesteuert werden kann und andererseits der zweite Behälter (6) in der Nähe des ersten Behälters (4) bleibt, wobei folglich ein relativ geringer Wärmeverlust verursacht wird.
1b zeigt das System (2) von 1a, während sich der Flüssigkeitsstand des zweiten Behälters ein wenig über der Überlaufgrenze, d. h. der Höhe L_A befindet. Anders ausgedrückt, 1b ist eine schematische Darstellung des Systems (2) von 1a zu einem Zeitpunkt, unmittelbar bevor etwas Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbad (10) des zweiten Behälters durch die Öffnung (12) abfließt. Oder, noch anders ausgedrückt, während 1a den zweiten Behälter (6) in der Füllposition zeigt, zeigt 1b den besagten zweiten Behälter (6) in der Gießposition, unmittelbar bevor der Gießvorgang tatsächlich stattfindet.
1c zeigt das System (2) von 1a, während sich der Flüssigkeitsstand des zweiten Behälters über der Höhe L_A befindet und während das diese Höhe übersteigende schmelzflüssige Material (24) über den Rand der Öffnung (12) fließt. Für Fachleute ist klar, dass nicht unbedingt eine Öffnung (12) vorhanden sein muss, und dass das überschüssige schmelzflüssige Material (24) durch ein Überlauf-Auslasssystem, über den Rand der Oberseite des zweiten Kanals (18) hinweg oder über ein beliebiges Mittel zum Ablassen der Flüssigkeit abfließen kann, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.
1d zeigt eine Draufsicht des Systems (2) von 1c. Es sind die beiden Behälter (4, 6) dargestellt, und es ist auch das die Überlaufgrenze übersteigende schmelzflüssige Material (24) dargestellt, während es unter der Wirkung der Schwerkraft durch den zweiten Kanal (18) fällt. Die gestrichelte Linie A stellt die Ebene dar, entlang welcher der Schnitt von 1c ausgeführt ist. Das Mittel (16) zum Heben des zweiten Behälters (6) ist in 1d nicht dargestellt, damit die besagte Abbildung möglichst übersichtlich bleibt.
So zeigen die aufeinanderfolgenden Schritte, die in den 1a, 1b und 1c dargestellt sind, ein Beispiel einer Betriebsweise des erfindungsgemäßen Systems (2), um eine bestimmte Menge oder ein bestimmtes Volumen des schmelzflüssigen Materials aus dem Tauchbad (8) abzustechen, dieses in einem zweiten Behälter (6) zu heben und es durch eine Öffnung (12) hindurch in einen Kanal zu gießen, der zum Beispiel zu einer Form führt. Indem der zweite Behälter (6) gehoben wird, bis er eine bestimmte Höhe erreicht, wird das Volumen, welches er enthalten kann, verringert und hängt von der besagten bestimmten Höhe ab. Demzufolge hängt das überfließende schmelzflüssige Material (24), welches dann vielleicht in die Form gegossen wird, von der Höhe ab, bis zu der der zweite Behälter (6) gehoben wird. Dies ist ein wichtiger Vorteil beispielsweise beim Druckgießen, aber auch bei anderen Anwendungen, da einerseits die Genauigkeit des Volumens des einer Form zugeführten schmelzflüssigen Materials eine wichtige Forderung ist, um möglichst wenig Metall zu vergeuden, und da andererseits das System (2) zum Abstechen oder Gießen unterschiedlicher Volumina oder Mengen verwendet werden kann, ohne dass die Bestandteile des besagten Systems (2) verändert werden müssen. Anders ausgedrückt, während des Betriebs kann das schmelzflüssige Material, welches beispielsweise in eine Form gegossen wird, demzufolge durch die Höhe gesteuert werden, bis zu welcher der zweite Behälter (6) gehoben wird.
Um den zweiten. Behälter (6) auf eine bestimmte Höhe zu heben und ein genaues Volumen zu liefern, können Mittel zum Stoppen des Mittels (16) zum Heben des zweiten Behälters (6) vorgesehen werden. Zum Beispiel kann eine Hebevorrichtung (16) mit einer Vorschubsperre (32) verwendet werden. Die besagten Mittel zum Stoppen der Hubbewegung, zum Beispiel eine verstellbare Vorschubsperre (32), können so beschaffen sein, dass es möglich ist, die besagten Mittel anzupassen, um das Volumen der zu gießenden Flüssigkeit zu ändern. Anders ausgedrückt, indem zum Beispiel die Bewegung der Hebevorrichtung (16) gesteuert wird, ist es möglich, das zu gießende Volumen zu steuern. Wie oben erläutert, ist dies ein wichtiger Vorteil gegenüber den in der Technik bekannten Systemen zum Abstechen und Gießen.
Ein beachtlicher Vorteil der in den 1a, 1b und 1c dargestellten Ausführungsform des Systems (2) besteht darin, dass während des Betriebs das schmelzflüssige Material zumindest eine gewisse Zeit weiterhin durch das schmelzflüssige Material erwärmt wird, welches das Innenrohr (18) umgibt, wodurch geringere Wärmeverluste und weniger Verunreinigungen erzeugt werden.
2a zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Beispiels des erfindungsgemäßen Systems (2), während es nicht in Betrieb ist, d. h. ohne irgendwelche Flüssigkeit in den Behältern (4, 6). Insbesondere ist ein erstes maximales Volumen V₁ dargestellt; dies ist das Volumen, das im zweiten Behälter (6) enthalten sein kann, während er in den ersten Behälter (4) eingesetzt ist. Das Volumen V₁ wird durch die Wand (26), die Wände des ersten Behälters (6) und die gestrichelte Linie begrenzt, welche dem Flüssigkeitsstand im zweiten Behälter (6) entsprechen würde, wenn dieser bis zum Rand gefüllt wäre, zum Beispiel in der Füllposition.
Dagegen zeigt 2b der zweiten Behälter (6) des Systems (2) von 2a, während der besagte zweite Behälter (6) vollständig vom ersten Behälter (4) getrennt ist, sich jedoch trotzdem in derselben Ausrichtung und Konfiguration befindet, wie dies in 2a dargestellt ist. Unter dem Ausdruck "in derselben Konfiguration" ist zu verstehen, dass zum Beispiel zwischen dem in 2a dargestellten zweiten Behälter des Systems und dem in 2b dargestellten zweiten Behälter des Systems kein Ventil geöffnet worden ist. Insbesondere ist das zweite maximale Volumen V₂ dargestellt, welches das Volumen ist, das vom zweiten Behälter (6) gehalten werden kann, während er vollständig vom ersten Behälter (4) getrennt ist. Das zweite maximale Volumen V₂ ist vom ersten maximalen Volumen V₁ verschieden. Insbesondere ist in dem in den 2a und 2b dargestellten Fall das Volumen V₂ kleiner als das Volumen V₁, und das Volumen V₁ ist größer als 0. Der hier hervorgehobene Volumenunterschied ist ein kennzeichnendes Merkmal einer Klasse von erfindungsgemäßen Systemen (2), nämlich der Klasse von Systemen (2), bei denen während des Betriebs der zweite Behälter (6) nur eine Translationsbewegung bezüglich des gemeinsamen Elements, d. h. der Wand (26), ausführt. In Funktion, während des Vorgangs des Heraushebens des zweiten Behälters (6) aus dem Tauchbad (8), ist von einem bestimmten Zeitpunkt an das Volumen, welches vom zweiten Behälter (6) gehalten werden kann, nicht mehr gleich V₁ und verringert sich auf V₂.
Zusätzlich zu den Volumina V₁ und V₂ können die Volumina V₃ und V₄ definiert werden. Das dritte Volumen V₃ ist als das maximale Volumen des schmelzflüssigen Materials definiert, welches im zweiten Behälter (6) enthalten sein kann, während das Mittel (16) zum Bewegen des besagten Behälters an die verstellbare Vorschubsperre (32) anstößt, wenn die besagte Vorschubsperre (32) sich in ihrer höchsten Position befindet.
Das vierte Volumen V₄ ist in den 1c und 4 dargestellt und ist als das maximale Volumen des schmelzflüssigen Materials definiert, welches im zweiten Behälter (6) enthalten sein kann, während das Mittel (16) zum Bewegen des besagten Behälters an die verstellbare Vorschubsperre (32) anstößt, wenn die besagte Vorschubsperre (32) sich in einer bestimmten Zwischenposition befindet.
Demzufolge stellt die Differenz zwischen dem ersten maximalen Volumen V₁ und dem dritten Volumen V₃ bzw. die Differenz zwischen dem besagten ersten maximalen Volumen V₁ und dem vierten Volumen V₄ für ein spezielles erfindungsgemäßes System das maximale Volumen des überschüssigen schmelzflüssigen Materials dar, welches aus den Behältern austreten kann, wenn sich die Vorschubsperre (32) in ihrer höchsten Position befindet bzw. wenn sich die Vorschubsperre (32) in einer bestimmten Zwischenposition befindet. Um jedoch die genauen überschüssigen Volumina zu berechnen, welche wie erläutert aus den Behältern austreten können, muss man von diesen Volumendifferenzen die mögliche kleine Menge schmelzflüssigen Materials subtrahieren, welche durch die Verbindungsstelle (22) entweichen kann, wobei die besagte Menge gesteuert wird und vom Füllstand des schmelzflüssigen Materials L_B des ersten Behälters (4) unabhängig ist. Dies zeigt die Rolle der verstellbaren Vorschubsperre (32) und veranschaulicht einen der Vorteile des erfindungsgemäßen Systems (2), nämlich dass sogar dann ein genaues Volumen des schmelzflüssigen Materials gegossen werden kann, wenn der Flüssigkeitsstand des ersten Behälters (4) gegenüber seiner ursprünglichen Höhe leicht nach oben oder unten abweicht.
Es ist anzumerken, dass der in 2b dargestellte zweite Behälter (6) aus dem erfindungsgemäßen System (2) ausgebaut ist. Tatsächlich ist, wie oben erläutert, das erfindungsgemäße System (2) so beschaffen, dass während des Betriebs der zweite Behälter (6) innerhalb des ersten Behälters (4) angeordnet ist und während des gesamten Vorgangs des Abstechens und Gießens in ihm verbleibt.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems (2) ist das zweite maximale Volumen V₂ im Wesentlichen gleich null.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems (2) fließt während des Betriebs das überschüssige schmelzflüssige Material (24) durch einen Austritt in einen dritten Kanal (28), welcher an einer Innenwand beginnt, die dem ersten Behälter (4) und dem zweiten Behälter (6) gemeinsam ist, wobei der besagte Austritt von einem Rand, einer Kante oder einem Teil einer Kante der besagten Wand gebildet wird, wobei das Mittel (16) zum Bewegen dann dazu dient, den zweiten Behälter (6) an der besagten Wand hinauf und hinunter zu bewegen. Eine schematische Schnittdarstellung des besagten Systems (2) in Funktion ist in 3a dargestellt. Der Flüssigkeitsstand des zweiten Behälters befindet sich über der Überlaufgrenze, und das die Überlaufgrenze übersteigende schmelzflüssige Material (24) fließt durch den dritten Kanal (28). Der zweite Behälter (6) ist in den ersten Behälter (4) auf eine solche Weise eingesetzt, dass er sich im Wesentlichen über die Verbindungsstelle (22) in Kontakt mit dem ersten Behälter (4) befindet, in der Lage ist, sich relativ zum ersten Behälter (4) vertikal zu bewegen, und außerdem in der Lage ist, ein Flüssigkeitsbad (10) zu halten. Bei dieser speziellen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems (2) hat der zweite Behälter (6) eine Form, welche durch die Rotation eines "L" um eine vertikale Achse erzeugt werden kann, obwohl für Fachleute klar ist, dass die Form des zweiten Behälters (6) auch eine andere sein kann, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.
3b zeigt eine Draufsicht des Systems von 3a. Die gestrichelte Ebene B stellt die Ebene dar, entlang welcher der Schnitt von 3a ausgeführt ist. Das Mittel (16) zum Heben des zweiten Behälters (6) ist in 3b nicht dargestellt, damit die besagte Abbildung möglichst übersichtlich bleibt.
Ein bemerkenswerter Vorteil der in 3a dargestellten Ausführungsform des Systems (2) besteht darin, dass die Konstruktion einfach ist, d. h. es ist nicht erforderlich, ein Innenrohr (18) in den ersten Behälter (4) einzubauen.
Für Fachleute ist klar, dass die Volumina V₁, V₂, V₃ und V₄ und ihre Bedeutung auch für die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems gelten, die in den 3a und 3b dargestellt ist.
Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems führt während des Betriebs der zweite Behälter (6) eine Rotation bezüglich einer Drehachse aus, welche beide Behälter verbindet. Die Drehachse ist das oben erwähnte gemeinsame Element. Das kennzeichnende Merkmal, das besagt, dass das gemeinsame Element (26) einen Austritt aufweist, ist in der folgenden Bedeutung zu verstehen: Der besagte Austritt kann in dem gemeinsamen Element (26) ausgebildet sein oder sich in der Nähe des besagten gemeinsamen Elements (26) befinden, ohne dass dies eine Abweichung von dem erfindungsgemäßen System (2) darstellt.
4 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems (2), wobei der Austritt (12) eine Öffnung in der Innenwand (26) ist. Diese Ausführungsform ist dem in den 1a, 1b, 1c und 1d dargestellten System (2) sehr ähnlich.
Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems ist während des Betriebs das schmelzflüssige Material mit hoher Temperatur ein schmelzflüssiges Metall wie etwa Aluminium, Zinn, Blei oder irgendein anderes Metall oder eine Legierung von Metallen. Es kann sich auch um ein geschmolzenes Glas handeln.
Unter einem schmelzflüssigen Material mit hoher Temperatur ist verstehen, dass das betreffende Material einen Schmelzpunkt von über 0 Grad Celsius besitzt.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems (2) ist das Material ein Metall oder eine Legierung von Metallen mit einem Schmelzpunkt, der zwischen 0 Grad Celsius und 1000 Grad Celsius liegt. Die Legierung ist bei einer speziellen Ausführungsform eine Legierung von Metallen mit einem niedrigen Schmelzpunkt.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems (2) ist das schmelzflüssige Material ein schmelzflüssiges Metall, und die Verbindungsstelle (22) ist im Allgemeinen zu jedem Zeitpunkt während des Arbeitsgangs des Abstechens und Gießens von schmelzflüssigem Material vollständig in das Tauchbad (8) eingetaucht. Außerdem ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform das System (2) so beschaffen, dass während des Betriebs die Höhe L_A nur geringfügig höher als die Höhe L_B ist. Dieser geringe Unterschied zwischen der Höhe L_A und der Höhe L_B garantiert, dass der Unterschied zwischen dem Druck in der Nähe der Verbindungsstelle (22) im zweiten Behälter (6) und dem Druck in der Nähe der Verbindungsstelle (22) im ersten Behälter (4) relativ gering bleibt, wodurch der Druck an der besagten Verbindungsstelle (22) und die Menge des schmelzflüssigen Materials, das durch die besagte Verbindungsstelle (22) entweicht, verringert werden.
Für Fachleute ist klar, dass das erfindungsgemäße System (2) verwendet werden kann, um Proben schmelzflüssigen Materials zu entnehmen, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung kann kurz wie folgt beschrieben werden: System (2) zum Abstechen eines schmelzflüssigen Materials mit einem Schmelzpunkt von über 0 Grad Celsius, insbesondere eines schmelzflüssigen Metalls, aus einem Tauchbad (8) und zum Gießen desselben in eine Form, welches einen beweglichen Behälter (6) umfasst, der in der Lage ist, sich bezüglich einer Wand (26) auf eine solche Weise zu bewegen, dass einerseits der besagte Behälter (6) in das Tauchbad (8) eingetaucht werden kann, um etwas Flüssigkeit zu entnehmen, und andererseits der Behälter (6) über eine bestimmte Höhe hinaus gehoben werden kann, um zu bewirken, dass die Flüssigkeit unter der Wirkung der Schwerkraft durch eine Öffnung (10) hindurch entlang der Wand hinabfällt. Das System (2) ist nicht mit hohen Kosten verbunden und gestattet es, genau bemessene Volumina von schmelzflüssigem Material zu gießen.

Claims

System (2) zum Abstechen und Gießen von schmelzflüssigem Material mit einem Schmelzpunkt von über 0 Grad Celsius, welches umfasst: einen ersten Behälter (4) und einen zweiten Behälter (6), der in den ersten Behälter (4) eingeführt werden kann; dadurch gekennzeichnet, dass sich der zweite Behälter (6) innerhalb des ersten Behälters (4) befindet und während des Betriebs innerhalb des ersten Behälters (4) und in Kontakt mit diesem verbleibt; der erste (4) und der zweite Behälter (6) eine gemeinsame Innenwand (26) mit einem Austritt (12) aufweisen, durch den das schmelzflüssige Material aus dem System (2) ausfließen kann; und das System Mittel (16) umfasst, die dazu dienen, den zweiten Behälter (6) in Bezug auf die gemeinsame Innenwand (26) zwischen einer Füllposition zum Füllen des zweiten Behälters mit im ersten Behälter (4) vorhandenem schmelzflüssigem Material und einer Gießposition zum Gießen von schmelzflüssigem Material aus dem zweiten Behälter (6) durch den Austritt (12) hin und her zu bewegen.
System (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Innenwand (26) durch ein vertikal ausgerichtetes, hohles Innenrohr (18) gebildet wird, das sich innerhalb des ersten Behälters (4) befindet, wobei sich der Austritt (12) in der Nähe eines freien Endes des Innenrohrs (18) befindet, dadurch, dass der zweite Behälter (6) um das Innenrohr (18) herum angeordnet ist, und dadurch, dass die Mittel (16) zum Bewegen dazu dienen, den zweiten Behälter (6) entlang des Innenrohrs (18) zu bewegen.
System (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Innenwand durch eine Innenwand des ersten Behälters (4) gebildet wird und der Austritt durch einen Rand, eine Kante oder den Teil einer Kante der besagten Wand gebildet wird, und dass die Mittel (16) zum Bewegen dazu dienen, den zweiten Behälter (6) an der besagten Wand auf und ab zu bewegen.
System (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste Behälter (4) und der zweite Behälter (6) an einem Punkt berühren, welcher während des Betriebs in das Tauchbad (8) eingetaucht bleibt.
System (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste Behälter (4) und der zweite Behälter (6) an einem Punkt berühren, in dessen Nähe sich eine Verbindungsstelle (22) befindet.
System (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner eine verstellbare Vorschubsperre umfasst, die dazu dient, den zweiten Behälter (6) auf eine bestimmte Höhe zu bewegen.
System (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das schmelzflüssige Material ein Metall oder eine Metalllegierung ist.
System (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Material einen Schmelzpunkt besitzt, der zwischen 0 Grad Celsius und 1000 Grad Celsius liegt.