DE69214067T2

DE69214067T2 - Rising casting with regulated mold filling and mold for the named process

Info

Publication number: DE69214067T2
Application number: DE1992614067
Authority: DE
Inventors: Alain Pellerier
Original assignee: Automobiles Peugeot SA; Automobiles Citroen SA
Current assignee: Automobiles Peugeot SA; Automobiles Citroen SA
Priority date: 1991-08-09
Filing date: 1992-08-07
Publication date: 1997-05-15
Anticipated expiration: 2012-08-08
Also published as: EP0528723B1; DE69214067D1; EP0528723A1; FR2680124B1; FR2680124A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Form-bzw. Giessereiverfahren und betrifft ebenfalls eine Form, um ein Giessen eines flüssigen bzw. geschmolzenen Werkstoffes gemäss diesem Verfahren durchzuführen.The present invention relates to a molding or foundry method and also relates to a mold for carrying out a casting of a liquid or molten material according to this method.

Seit langem kennt man Formen, in welchen ein Formhohlraum gebildet ist, dessen Gestalt derjenigen des Werkstückes, das man zu erhalten wünscht, entspricht. Ein senkrechter Kanal, sogenannter Eingußkanal, der an der oberen Fläche der Form ausmündet, ist mit dem Formhohlraum verbunden, um seine Füllung mit Hilfe z.B. eines geschmolzenen Metalls zu gestatten.Moulds have long been known in which a mould cavity is formed whose shape corresponds to that of the workpiece to be obtained. A vertical channel, called a sprue, which opens out on the upper surface of the mould, is connected to the mould cavity in order to allow it to be filled with molten metal, for example.

Gemäss einer sogenannten "fallenden" Gußtechnik ist der Eingußkanal an den oberen Teil bzw. Gipfel des Formhohlraumes angeschlossen. bei einem solchen Kanal fällt das geschmolzene Metall unmittelbar in den Hohlraum, was diesen letzteren beschädigen kann und Stösse während des Füllens, insbesondere wegen der Schwierigkeiten des Abfuhres der sich in dem Hohlraum während des Gusses bildenden Gase verursachen kann.According to a so-called "falling" casting technique, the sprue is connected to the upper part or peak of the mold cavity. With such a sprue, the molten metal falls directly into the cavity, which can damage the latter and cause shocks during filling, particularly due to the difficulty of evacuating the gases that form in the cavity during casting.

Um die Entgasung zu verbessern und die Stösse während des Füllens zu vermindern, hat man in der früheren Technik vorgesehen, den Eingußkanal an den unteren Teil eines Formhohlraumes oder mehrerer Formhohlräume anzuschliessen, damit das Füllen von unten aus stattfindet. Diese "steigendes" Giessen genannte Technik zwingt jedoch, das geschmolzene Metall am unteren Teil des Kanals abzubremsen, um den Druck, mit welchem das Metall in den Holhlraum einbringt, vor allem bei Beginn des Giessens, herabzusetzen, da dieser Druck wenigstens der Metallhöhe in dem Eingußkanal entspricht.In order to improve degassing and reduce shocks during filling, the previous technique provided for connecting the sprue to the lower part of a mold cavity or several mold cavities, so that filling takes place from below. However, this technique, called "rising" pouring, requires the molten metal to be slowed down at the lower part of the channel in order to reduce the pressure with which the metal is introduced into the cavity, especially at the start of pouring, since this pressure is at least equal to the height of the metal in the sprue.

Man versteht also, dass gemäss dem "steigenden" Giessen, der Druck in dem Eingußkanal sich während des Füllens des Formhohlraumes verändert, so dass Gefahren der Beschädigung des Eingußkanales am Anfang des Giessens bestehen und dass das Ende des Füllens, wo der Druck vermindert ist, die Erzielung einer guten Genauigkeit des Gußstückes nicht gestattet.It is therefore understood that according to the "rising" pouring, the pressure in the sprue changes during the filling of the mold cavity, so that there are risks of damaging the sprue at the beginning of the pouring and that the End of filling, where the pressure is reduced, does not allow the achievement of good accuracy of the casting.

In dem Dokument GB-A-1582519 werden ein Gießverfahren und eine Form beschrieben, die jeweils dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 5 entsprechen.Document GB-A-1582519 describes a casting method and a mold corresponding to the preamble of claims 1 and 5, respectively.

Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, eine verbesserte Form z.B. zum Giessen sowie ein verbessertes steigendes Gießverfahren vorzuschlagen, dank welchen die Füllung des Formhohlraumes regelmässiger ist, um den in der früheren Technik begegneten Nachteilen in einfacher und wirtschaftlicher Weise abzuhelfen.The present invention aims to propose an improved mold, e.g. for casting, as well as an improved rising casting process, thanks to which the filling of the mold cavity is more regular, in order to remedy the disadvantages encountered in the previous technology in a simple and economical manner.

Zu diesem Zweck ist einer der Gegenstände der Erfindung ein Formgußverfahren zur Herstellung eines Werkstückes gemäss dem sogenannten steigenden Gießverfahren und das darin besteht :For this purpose, one of the objects of the invention is a molding process for producing a workpiece according to the so-called rising casting process and which consists in:

(a) eine Form vorzubereiten, die wenigstens einem Hohlraum zum Formen mit einer derjenigen des zu herstellenden Werkstückes entsprechenden Gestalt, sowie wenigstens einen Einlaufkanal umfasst, der sich etwa senkrecht von einem unteren Abschnitt bzw. Grundteil des besagten Hohlraumes, mit welchem der Einlaufkanal in Verbindung steht, bis zu einem oberen Abschnitt der Form, wo der Einlaufkanal ausmündet, erstreckt und(a) preparing a mold comprising at least one molding cavity having a shape corresponding to that of the workpiece to be manufactured, as well as at least one inlet channel extending approximately vertically from a lower portion or base of said cavity, with which the inlet channel is connected, to an upper portion of the mold where the inlet channel opens out, and

(b) einen flüssigen bzw. geschmolzenen Werkstoff in den Einlaufkanal bis zur Füllung wenigstens des Hohlraumes zu giessen,(b) pouring a liquid or molten material into the inlet channel until at least the cavity is filled,

dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (a) für die Vorbereitung der Form ausserdem die Bildung von Regelmitteln in dem Einlaufkanal umfasst, welche geeignet sind, während des Gießschrittes (b), eine Abnahme des Strömungsdruckes des geschmolzenen Werkstoffes innerhalb des Einlaufkanals zu schaffen und welche darin bestehen, eine durch den Einlaufkanal durchsetzte beckenförmige Unterdruckkammer etwa oberhalb der Höhenlage des oberen Teiles des Formhohlraumes zu schaffen, welcher Einlaufkanal in den unteren Teil des Unterdruckbeckens durch Auslaßöffnungen, welche in bezug auf die Einlaßöffnung bzw.- Öffnungen des Einlaufkanals in dem oberen Teil des Beckens versetzt sind, einmündet.characterized in that the step (a) for preparing the mold further comprises the formation of control means in the inlet channel, which are suitable for creating, during the casting step (b), a decrease in the flow pressure of the molten material within the inlet channel and which consist in To create a basin-shaped vacuum chamber penetrated by an inlet channel approximately above the level of the upper part of the mold cavity, which inlet channel opens into the lower part of the vacuum basin through outlet openings which are offset with respect to the inlet opening or openings of the inlet channel in the upper part of the basin.

Gemäss einem Merkmal dieses Verfahrens, während des Schrittes (b) füllt sich das Unterdruckbecken in dem Masse, wie das Giessen stattfindet, bis zu einer gegebenen Höhe, wo die Speisung mit geschmolzenem Werkstoff unterbrochen wird, wobei diese Höhe bestimmt wird, damit die in dem Becken enthaltene geschmolzene Werkstoffmenge genügt, die Füllung sämtlicher Hohlräume der Form zu vollenden.According to a feature of this process, during step (b), the vacuum basin fills up to a given height as the pouring takes place, where the supply of molten material is interrupted, this height being determined so that the quantity of molten material contained in the basin is sufficient to complete the filling of all the cavities of the mold.

Gemäss einem anderen Merkmal umfasst der Schritt (b) ausserdem die Ermittlung der gegebenen Höhe in dem Unterdruckbecken und die Betätigung der Unterbrechung der besagten Speisung, wenn diese Höhe erreicht worden ist.According to another characteristic, step (b) further comprises determining the given height in the vacuum tank and actuating the interruption of said supply when that height has been reached.

Man wird hier genauer andeuten, dass, wenn die Form mit einer Gießpfanne oder dergleichen gespeist wird, welche an ihrem unteren Teil mit einer mit der Form gegenüber des Einlaufkanals in Berührung kommenden Lochsteindüse ausgerüstet ist, die Höhe des geschmolzenen Werkstoffes in der Pfanne während des Schrittes (b) konstant gehalten wird.It will be noted here that if the mould is fed by a ladle or the like which is equipped at its lower part with a perforated brick nozzle coming into contact with the mould opposite the inlet channel, the height of the molten material in the ladle is kept constant during step (b).

Die vorliegende Erfindung hat ebenfalls eine Form zur Durchführung eines Verfahrens zum sogenannten steigenden Giessen zum Gegenstand, derjenigen Gattung mit wenigstens einem Formhohlraum, dessen Gestalt derjenigen eines herzustellenden Werkstückes entspricht und wenigstens einem Einlaufkanal, der sich etwa senkrecht von einem unteren Abschnitt bzw. Grundteil des besagten Hohlraumes, mit welchem er in Verbindung steht, bis zu einem oberen Abschnitt der Form, wo er ausmündet, erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass Regelmittel, die geeignet sind, eine Abnahme des Strömungsdruckes in dem Einlaufkanal zu erzeugen, in diesem letzteren gebildet sind und durch ein Unterdruckbecken gebildet werden, in dessen unteren Teil der Einlaufkanal durch Auslaßöffnungen, die in bezug auf die Einlaßöffnung bzw.- Öffnungen des Einlaufkanals in dem oberen Teil des Beckens versetzt sind, einmündet.The present invention also relates to a mould for carrying out a process for so-called ascending casting, of the type comprising at least one mould cavity, the shape of which corresponds to that of a workpiece to be produced, and at least one inlet channel extending approximately vertically from a lower part or base of said cavity, with which it is connected, to an upper part of the mould where it opens out, characterized in that control means suitable for controlling a decrease in the flow pressure in the inlet channel, are formed in the latter and are formed by a vacuum basin, into the lower part of which the inlet channel opens through outlet openings which are offset with respect to the inlet opening or openings of the inlet channel in the upper part of the basin.

Das Unterdruckbecken besitzt einen Querschnitt, der grösser als derjenige des Einlaufkanals ist und in welchen der letztere beiderseits ausmündet.The vacuum basin has a cross-section that is larger than that of the inlet channel and into which the latter flows on both sides.

Man wird genauer andeuten, dass das Unterdruckbecken in einer sich etwa oberhalb derjenigen des oberen Teiles des Formhohlraumes befindenden Höhenlage angeordnet ist.It will be more precisely indicated that the vacuum basin is arranged at a height approximately above that of the upper part of the mold cavity.

Ausserdem ist die Form dadurch gekennzeichnet, dass sie Ermittlungsmittel aufweist, die geeignet sind, zu bestimmen, ob ein gegebener Füllstand des geschmolzenen Werkstoffes in dem Unterdruckbecken erreicht worden ist.Furthermore, the mold is characterized in that it has determining means suitable for determining whether a given filling level of the molten material in the vacuum basin has been reached.

Aber weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden besser aus der ausführlichen Beschreibung einer nur beispielsweise angegebenen Ausführungsform, die folgt und sich auf die beigefügten Zeichnungen bezieht, erscheinen, in welchen :But further advantages and characteristics of the invention will appear better from the detailed description of an embodiment given only as an example which follows and refers to the accompanying drawings in which:

Die Figur 1 eine schematische Ansicht im Schnitt durch eine mit einer erfindungsgemässen Form zum steigenden Giessen ausgerüstete Gießvorrichtung ist ;Figure 1 is a schematic view in section through a casting device equipped with a mold according to the invention for rising casting;

Die Figur 2 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie II-II der Figur 1 ist ;Figure 2 is a sectional view taken along the line II-II of Figure 1;

Die Figur 3 eine vergrösserte Ansicht einer Einzelheit der Figur 2 ist, mit der Stopfenverschlußstange in der den Lochstein verschliessenden Stellung.Figure 3 is an enlarged view of a detail of Figure 2, with the plug closure rod in the position closing the hole brick.

Bezugnehmend auf die Figur 1 sieht man eine Gießvorrichtung 10 zur Herstellung von (nicht dargestellten) Werkstücken mit einem flüssigen bzw. geschmolzenen Werkstoff gemäss der sogenannten "steigenden" Gießtechnik. Obwohl das veranschaulichte Beispiel sich auf das Giessen bezieht, kann die Erfindung ebenfalls an andere Formverfahren angewandt werden.Referring to Figure 1, there is seen a casting device 10 for producing workpieces (not shown) with a liquid or molten material according to the so-called "rising" casting technique. Although the example illustrated relates to casting, the invention can also be applied to other molding processes.

Am oberen Teil der Vorrichtung 10 hat man eine einen geschmolzenen Werkstoff bzw. ein geschmolzenes Metall 30, wie z.B. ein Gußeisen mit Kugelgraphite (Gußeisen GS) enthaltende Gießpfanne 20 aus feuerfestem Werkstoff dargestellt. Die Gießpfanne 20 umfasst, in der Höhe einer Wand 21, die den unteren Teil bzw. Grundteil bildet, einerseits einen Werkstoffkanal 22 und andererseits eine Gießöffnung 23.At the upper part of the device 10, a pouring ladle 20 made of refractory material containing a molten material or a molten metal 30, such as spheroidal graphite cast iron (GS cast iron), is shown. The pouring ladle 20 comprises, at the height of a wall 21, which forms the lower part or base part, on the one hand a material channel 22 and on the other hand a pouring opening 23.

Die Öffnung in der Bodenwand 21 der Pfanne 20 wird durch einen Ausgußlochstein 23 gebildet. Die Bezugsziffer 24 bezeichnet einen beweglichen Verschlußstopfen bzw. eine Verschlußstopfenstange, die sich von oben nach unten in der Richtung der Achse des Ausgußlochsteines 23 verschieben kann. In der auf den Figuren 1 und 3 veranschaulichten Stellung ist ein in dem Metall 30 eingetauchter Teil des Verschlußstopfens 24 mit der Öffnung des Ausgußlochsteines 23 in Berührung, um das in der Pfanne 20 enthaltene Metall 30 zu verhindern, durch den Ausgußlochstein hindurch zu fliessen. Im Gegenteil, wenn der Verschlußstopfen 24 mit dem Lochstein 23 nicht in Berührung ist (Figur 2), fliesst das Metall 30 aus der Pfanne 20 durch die Gießöffnung hindurch.The opening in the bottom wall 21 of the ladle 20 is formed by a pouring hole brick 23. The reference number 24 designates a movable plug or plug rod which can move from top to bottom in the direction of the axis of the pouring hole brick 23. In the position illustrated in Figures 1 and 3, a part of the plug 24 immersed in the metal 30 is in contact with the opening of the pouring hole brick 23 in order to prevent the metal 30 contained in the ladle 20 from flowing through the pouring hole brick. On the contrary, when the plug 24 is not in contact with the pouring hole brick 23 (Figure 2), the metal 30 flows out of the ladle 20 through the pouring opening.

Obwohl das veranschaulichte Beispiel eine Gießpfanne 20 umfasst, kann jede andere ähnliche Speiseausrüstung, wie z.B. ein Ofen unter Druck ebenfalls verwendet werden.Although the illustrated example includes a ladle 20, any other similar feeding equipment, such as a pressure furnace, may also be used.

Eine Form 40 ist unterhalb der Gießpfanne 20 angeordnet und kommt mit dem Lochstein 23 in Berührung. Diese Form 40, die gemäss jeder herkömmlichen Technik, z.B. aus Sand, hergestellt werden kann, ist auf einem Halte- und Verschiebungsmechanismus bekannter Bauart gelagert und weist wenigstens einen Formhohlraum 41 auf, dessen Gestalt derjenigen eines zu fertigenden Werkstückes entspricht. Auf der Figur 2 hat man vier Formhohlräume 41 dargestellt, die mit ihrem der Pfanne 20 entgegengesetzten unteren Teil bzw. Grundteil mit Hilfe eines in der Form gebildeten waagerechten Verteilungskanals 42 miteinander verbunden sind.A mold 40 is arranged below the ladle 20 and comes into contact with the perforated brick 23. This mold 40, which can be made according to any conventional technique, e.g. from sand, is mounted on a holding and displacement mechanism of known construction and has at least one mold cavity 41, the shape of which corresponds to that of a workpiece to be manufactured. Figure 2 shows four mold cavities 41 which are connected to one another by their lower part or base part opposite the pan 20 by means of a horizontal distribution channel 42 formed in the mold.

Ein bei 43 bezeichneter Eingußkanal erstreckt sich etwa senkrecht von dem unteren Teil des Hohlraumes, wo sich der waagerechte Kanal 42, mit welchem er in Verbindung steht, befindet bis zu einem oberen Teil der Form 40, wo er gegenüber des Lochsteines 23 ausmündet. Selbstverständlich kann man auch mehrere Eingußkanäle 43 in jeder Form, z.B einen je Formhohlraum versehen. An seinem Anschluss an den Verteilungskanal 42, d.h. an seinem unteren Ende weist der Einlaufkanal 43 in bekannter Weise eine Bremskammer 43a auf, die es gestattet, die Strömung des Metalls 30 zu verlangsamen, um die Hohlräume 41 der Form nicht zu beschädigen.A sprue designated at 43 extends approximately vertically from the lower part of the cavity, where the horizontal channel 42 with which it is connected, is located, to an upper part of the mold 40, where it opens out opposite the perforated brick 23. Of course, several sprue channels 43 can also be provided in each mold, e.g. one per mold cavity. At its connection to the distribution channel 42, i.e. at its lower end, the inlet channel 43 has a braking chamber 43a in a known manner, which allows the flow of the metal 30 to be slowed down in order not to damage the cavities 41 of the mold.

Auf der Figur 1 bemerkt man ebenfalls einen mit einem Zusatzstoff, wie einer Siliziumlegierung gefüllten Draht 33, der es gestattet, eine Behandlung des geschmolzenen Metalls 30 in der Nähe des Lochsteines 23 durchzuführen, um das Mikrogefüge des Gußstückes, ist es einmal nach Abkühlung erstarrt, zu verbessern.Figure 1 also shows a wire 33 filled with an additive such as a silicon alloy, which makes it possible to carry out a treatment of the molten metal 30 in the vicinity of the piercing brick 23 in order to improve the microstructure of the casting once it has solidified after cooling.

Gemäss der vorliegenden Erfindung sind Regelmittel 60 in dem Eingußkanal 43 gebildet, um eine Abnahme des Strömungs-bzw. Giessdruckes des Metalls 30, während der Füllung der Formhohlräume 41 herbeizubringen.According to the present invention, control means 60 are formed in the sprue 43 to bring about a decrease in the flow or pouring pressure of the metal 30 during the filling of the mold cavities 41.

Wie auf den Figuren 2 und 3 sichtbar werden diese Regelmittel 60 insbesondere durch eine beckenförmige Unterdruckkammer 61 gebildet. Der Durchgangsquerschnitt des Metalls in der Unterdruckkammer 61 (anders gesagt, der zur Längsachse des Einlaufkanals 43 verlaufende Querschnitt) ist deutlich grösser als derjenige des Eingußkanals. Der Eingußkanal mündet beiderseits der Kammer 61 ein.As can be seen in Figures 2 and 3, these control means 60 are formed in particular by a basin-shaped vacuum chamber 61. The passage cross-section of the metal in the vacuum chamber 61 (in other words, the cross-section that is directed towards the longitudinal axis of the The cross-section of the inlet channel 43 is significantly larger than that of the sprue channel. The sprue channel opens into the chamber 61 on both sides.

In genauerer Weise mündet der Einlaufkanal 43 in dem unteren Teil des Unterdruckbeckens 61 durch Ausgangsöffnungen 63a und 63b aus. Der gegenüber dem Lochstein 23 liegende obere Teil des Eingußkanales 43 mündet in dem oberen Teil bzw. Gipfel der Kammer 61 durch eine Einlassöffnung 63c aus. Auf der Figur 3 sieht man gut insbesondere, dass die Auslaßöffnungen 63a, 63b in bezug auf die Einlaßöffnung 63c axial versetzt sind -d.h. nicht einandergegenüberliegen. Eine solche versetzte Anordnung der Einlaßöffnungen gestattet es, den von dem Lochstein 23 herkommenden Metallfluss 30 abzubremsen. Die Anzahl der Einlass- und Auslaßöffnungen ist selbstverständlich nicht auf drei beschränkt, solange man einen zum Brechen des Stromes in der Kammer 61 geeigneten axialen Versatz vorsieht.More precisely, the inlet channel 43 opens into the lower part of the vacuum tank 61 through outlet openings 63a and 63b. The upper part of the inlet channel 43, opposite the perforated brick 23, opens into the upper part or top of the chamber 61 through an inlet opening 63c. In Figure 3, it can be clearly seen that the outlet openings 63a, 63b are axially offset with respect to the inlet opening 63c - i.e. they are not opposite each other. Such an offset arrangement of the inlet openings makes it possible to slow down the metal flow 30 coming from the perforated brick 23. The number of inlet and outlet openings is of course not limited to three, as long as an axial offset suitable for breaking the flow in the chamber 61 is provided.

Ausserdem, um eine wirksame Füllung der Formhohlräume 41 zu gestatten, sind Regelmittel 60 in der Form 40 gebildet, damit die Unterdruckkammer 61 oberhalb des Gipfels der Hohlräume 41 liegt. Wie man es gut auf der Figur 2 sieht, sind die Auslaßöffnungen 63a und 63b in der Form in einer Höhenlage A, die oberhalb der Höhenlage B des Gipfels der Hohlräume 41 ist, angeordnet.Furthermore, in order to allow an effective filling of the mold cavities 41, control means 60 are formed in the mold 40 so that the vacuum chamber 61 is located above the top of the cavities 41. As can be clearly seen in Figure 2, the outlet openings 63a and 63b are arranged in the mold at a height A which is above the height B of the top of the cavities 41.

Auf den Figuren 1 und 2 sieht man, dass ein abgewinkelter Kanal 44 in der Form 40 gebildet ist. Ein Ende dieses Kanals mündet in einer dem Einlaufkanal 43 ähnlichen Weise an dem oberen Teil bzw. der oberen Fläche der Form 40 aus. Das andere Ende des Kanals 44 steht mit einem der Formhohlräume 41 in einer Höhenlage C, die etwa unterhalb der dem Gipfel der Hohlräume 41 entsprechenden Höhenlage B liegt, in Verbindung.In Figures 1 and 2 it can be seen that an angled channel 44 is formed in the mold 40. One end of this channel opens out at the upper part or surface of the mold 40 in a manner similar to the inlet channel 43. The other end of the channel 44 communicates with one of the mold cavities 41 at an altitude C which is approximately below the altitude B corresponding to the top of the cavities 41.

Eine Vorrichtung 70 zum Wahrnehmen bzw. Zielen z.B. mit einer Lichtleitfaser ist über der Form 40 gegenüber des Kanals 44 angeordnet. Demzufolge, wenn das geschmolzene Metall 30 die Höhenlage C in den Hohlräumen 41 erreicht, dringt es in den Kanal 44 ein, der also wie ein Sehkanal wirkt. Wenn das Metall den waagerechten Querschnitt des Schaukanals 44 füllt, wird ein durch die Vorrichtung 70 ausgesandtes Lichtbündel 74 zu dieser letzteren wieder zurückgestrahlt, um eine Füllung der Hohlräume 41 bis zur Höhenlage C anzuzeigen. Selbstverständlich können andere Ermittlungsgrundsätze gewählt werden.A device 70 for detecting or aiming, for example with an optical fiber, is arranged above the mold 40 opposite the channel 44. Accordingly, when the molten metal 30 When the metal reaches the level C in the cavities 41, it enters the channel 44, which thus acts as a viewing channel. When the metal fills the horizontal cross-section of the viewing channel 44, a light beam 74 emitted by the device 70 is reflected back to the latter to indicate that the cavities 41 have been filled up to the level C. Of course, other detection principles can be chosen.

Auf der Figur 1 sieht man ebenfalls ein Spürgerät 80, das es gestattet, den Metallstand 30 in der Pfanne 20 dauernd zu messen. Dieses Spürgerät 80 kann vorteilhaft einen Laserbündelsender 81 aufweisen und mit Mitteln verbunden sein, die es gestatten, den (bei D auf der Figur 2 bezeichneten) Metallstand 30 in der Gießpfanne konstant zu halten.Figure 1 also shows a detector 80 which allows the metal level 30 in the ladle 20 to be measured continuously. This detector 80 can advantageously comprise a laser beam transmitter 81 and be connected to means which allow the metal level 30 in the ladle (indicated at D in Figure 2) to be kept constant.

Auf der Figur 3 ist der Querschnitt der Öffnung des Lochsteines 23 grösser als derjenige des Einlaufkanals 43, in welchen er ausmündet. Die Querschnittsverminderung zwischen dem Lochstein 23 und dem Einlaufkanal 43 gestattet Verunreinigungen 25, sich während des Giessens des Metalls 30 an den Innenwänden des Lochsteines festzusetzen, ohne bedeutende Durchsatzmengenleistungsunregelmässigkeiten oder Stässe in der Strömung zu verursachen.In Figure 3, the cross-section of the opening of the hole brick 23 is larger than that of the inlet channel 43 into which it opens. The reduction in cross-section between the hole brick 23 and the inlet channel 43 allows impurities 25 to adhere to the inner walls of the hole brick during the pouring of the metal 30 without causing significant flow rate irregularities or shocks in the flow.

Die Besonderheiten des steigenden Gießverfahrens, die in üblicher Weise darin bestehen : (a) eine Form mit wenigstens einem Formhohlraum und wenigstens einem an dem Grundteil eines Hohlraumes ausmündenden Einlaufkanal zu schaffen und dann (b) einen geschmolzenen Werkstoff 30 in den Einlaufkanal 43 bis zur Füllung wenigstens des Hohlraumes 41 zu giessen, werden jetzt kurz erläutert werden.The features of the ascending casting process, which usually consist of: (a) creating a mold with at least one mold cavity and at least one inlet channel opening out at the base of a cavity and then (b) pouring a molten material 30 into the inlet channel 43 until at least the cavity 41 is filled, will now be briefly explained.

Erfindungsgemäss umfasst der Schritt (a) zur Vorbereitung der Form 40 ausserdem die Bildung, in dem Einlaufkanal 43, von Regelmitteln 60, die geeignet sind, während des Gießschrittes (b), eine Abnahme des Strömungsdruckes des geschmolzenen Werkstoffes 30 innerhalb des Einlaufkanals 43 zu schaffen.According to the invention, step (a) for preparing the mold 40 further comprises the formation, in the inlet channel 43, of control means 60 which are suitable for controlling, during the casting step, (b) to create a decrease in the flow pressure of the molten material 30 within the inlet channel 43.

Mit den Regelmitteln 60, wie denjenigen, die vorangehend beschrieben worden sind, während des Schrittes (b) füllt sich das Unterdruckbecken 61 entsprechend dem Giessen bis zu einer gegebenen Höhenlage, die bei E auf der Figur 2 veranschaulicht ist. Wenn das geschmolzene Metall 30 die Höhenlage E erreicht, wird die Zufuhr des geschmolzenen Werkstoffes 30 unterbrochen, indem der Verschlußstopfen 24 in die auf der Figur 3 sichtbare Stellung gesetzt wird.With the control means 60 such as those previously described, during step (b), the vacuum tank 61 fills up to a given level, shown at E in Figure 2, as the pouring proceeds. When the molten metal 30 reaches the level E, the supply of the molten material 30 is stopped by placing the closure plug 24 in the position shown in Figure 3.

Um eine ausgezeichnete Füllung der Hohlräume 41 zu erhalten, wird die Höhenlage E derart bestimmt, dass die in dem Becken 61 enthaltene Menge an geschmolzenem Werkstoff 30 das letztere nicht ganz ausfüllt, aber genügt, um die Füllung sämtlicher Hohlräume der Form 40 zu vollenden. Demzufolge umfasst der Schritt (b) ausserdem die Aufspürung der gegebenen Höhenlage E in dem Unterdruckbecken 61 und die Betätigung des Unterbrechens der besagten Speisung, wenn diese Höhenlage E erreicht wird. Bei dem hier beschriebenen Beispiel findet diese Aufspürung mittelbar durch die Ermittlung der Höhenlage C mit Hilfe der Vorrichtung 70 statt, wobei die Höhenlagen C und E bestimmt werden, damit, wenn die eine erreicht wird, die andere auch erreicht wird. Selbstverständlich würde man den Rahmen der Erfindung nicht verlassen, indem man andere Mittel zur Aufspürung der Höhenlage E verwendet. Somit kann man Druckstösse, die in der früheren Technik vorkamen, wenn die Form 40 voll war, vermeiden und sich vergewissern, dass die in dem Becken enthaltene Menge an geschmolzenem Metall 30 gerade ausreicht, um die Füllung der Hohlräume zu vollenden.In order to obtain an excellent filling of the cavities 41, the level E is determined in such a way that the quantity of molten material 30 contained in the tank 61 does not completely fill the latter, but is sufficient to complete the filling of all the cavities of the mold 40. Consequently, step (b) also comprises detecting the given level E in the vacuum tank 61 and causing the said supply to be interrupted when this level E is reached. In the example described here, this detection takes place indirectly by detecting the level C using the device 70, the levels C and E being determined so that when one is reached, the other is also reached. Of course, it would not be outside the scope of the invention to use other means for detecting the level E. In this way, it is possible to avoid pressure surges that occurred in the previous technique when the mold 40 was full and to ensure that the amount of molten metal 30 contained in the basin is just sufficient to complete the filling of the cavities.

Man versteht, dass dank der Merkmale der Erfindung und insbesondere des Vorhandenseins einer Spiegelfläche in dem Unterdruckbecken 61, man die auf die metallostatische Höhe in der Gießpfanne zurückzuführenden Metallüberdrücke vermeiden kann. Ausserdem, durch Sperrung der Metallspeisung, dank der durch die Vorrichtung 70 durchgeführte Beobachtung kann man ruhig am Ende der Hohlräume 41 (d.h. den zwischen der Höhenlage C und dem Gipfel B dieser Hohlräume liegenden Raum) ruhig füllen, was das Herabsetzen des Ausbringens pro tausend gestattet.It is understood that thanks to the characteristics of the invention and in particular the presence of a mirror surface in the depression basin 61, it is possible to avoid the metal overpressures due to the metallostatic height in the ladle. In addition, by blocking the metal feed, thanks to the The observation carried out by the device 70 allows one to safely fill the end of the cavities 41 (ie the space lying between the level C and the top B of these cavities), which allows the yield per thousand to be reduced.

Erfindungsgemäss erzielt man also eine konstante Füllungszeiten und eine grosse Dosiergenauigkeit gestattende ausgezeichnete Beherrschung der Durchsatzmengenleistung.According to the invention, one achieves constant filling times and excellent control of the throughput performance, allowing for high dosing accuracy.

Claims

1. Mould casting process for producing a workpiece according to the so-called rising casting process and which consists of:

(a) preparing a mold (40) comprising at least one cavity (41) for molding with a shape corresponding to that of the workpiece to be manufactured and at least one inlet channel (43) extending approximately vertically from a lower portion or base of said cavity (41), with which the inlet channel is in communication, to an upper portion of the mold (40) where the inlet channel opens out; and

(b) pouring a liquid or molten material (30) into the inlet channel (43) until at least the cavity (41) is filled,

characterized in that the step (a) of preparing the mold (40) further comprises the formation of regulating means (60) in the inlet channel (43) which are suitable for creating a reduction in the flow pressure of the molten material (30) within the inlet channel (43) during the casting step (b) and which consist in creating a basin-shaped vacuum chamber (61) penetrated by the inlet channel (43) approximately above the level of the upper part of the mold cavity (41), which inlet channel (41) opens into the lower part of the vacuum basin (61) through outlet openings (63a, 63b) which are offset with respect to the inlet opening or openings (63c) of the inlet channel (43) in the upper part of the basin (61).

2. Method according to claim 1, characterized in that, during step (b), the vacuum tank (61) is filled as the casting takes place up to a given height (E) where the supply of molten material is interrupted, this height (E) being determined so that the quantity of molten material (30) contained in the tank (61) is sufficient to complete the filling of all the cavities (41) of the mold (40).

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that step (b) further comprises determining the given height (E) in the vacuum tank (61) and actuating the interruption of said supply when this height (E) has been reached.

4. Method according to one of claims 1 to 3, in which the mold is fed with a pouring ladle or the like, which is equipped at its lower part with a perforated brick nozzle coming into contact with the mold opposite the inlet channel (43), characterized in that, during step (b), the height of the molten material (30) in the ladle is kept constant.

5. Mould for carrying out a process for so-called rising casting, of the type comprising at least one mould cavity, the shape of which corresponds to that of a workpiece to be produced and at least one inlet channel (43) which extends approximately vertically from a lower section or base of said cavity (41), with which it is connected, to an upper section of the mould (40), where it opens out, characterized in that control means (60) which are suitable for reducing the flow pressure in the inlet channel (43), are formed in the latter and consist of a vacuum basin (61), in the lower part of which the inlet channel (63) passes through outlet openings (63a, 63b) which are offset with respect to the inlet opening or openings (63c) of the inlet channel (43) in the upper part of the basin.

6. Mold according to claim 5, characterized in that the vacuum basin (61) has a cross-section which is larger than that of the inlet channel (43) and into which the latter opens on both sides.

7. Mold according to claim 6, characterized in that the vacuum basin (61) is arranged at a height (A) approximately above the upper part (B) of the mold cavity (41).

8. Mold according to claim 6 or 7, characterized in that it has detection means (70, 44) which are suitable for determining whether a given filling level (E) of the liquid or molten material (30) poured into the inlet channel has been reached in the mold cavity (41).