DE9401484U1 - Dosing furnace - Google Patents
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Classifications
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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
- B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
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Description
Die Erfindung betrifft einen Dosierofen, insbesondere für flüssige Aluminium-Legierungen, mit einem einen hermetisch - druckdicht bzw. gasdicht - abdichtbaren Heizraum aufweisenden Gehäuse, einem in dem Heizraum angeordneten Tiegel und einer innerhalb des Heizraumes wirkenden Heizeinrichtung, wobei sich durch das Gehäuse hindurch in den Heizraum hinein ein zur Druckbeaufschlagung des Heizraumes dienendes Dosierrohr und in den Tiegel hinein ein Gießrohr erstreckt.The invention relates to a dosing furnace, in particular for liquid aluminum alloys, with a housing having a hermetically - pressure-tight or gas-tight - sealable heating chamber, a crucible arranged in the heating chamber and a heating device acting within the heating chamber, whereby a dosing pipe serving to pressurize the heating chamber extends through the housing into the heating chamber and a pouring pipe extends into the crucible.
Dosieröfen der in Rede stehenden Art werden bspw. zum Anschluß an Druckgießmaschinen, insbesondere an horizontale Druckgießmaschinen, verwendet und sind seit Jahren aus der Praxis bekannt. Lediglich beispielhaft und zur Dokumentation des insoweit allgemeinen Standes der Technik wird auf die DE-PS 20 41 588 und DE-OS 41 32 732 verwiesen.Dosing furnaces of the type in question are used, for example, for connection to die casting machines, in particular horizontal die casting machines, and have been known in practice for years. Reference is made to DE-PS 20 41 588 and DE-OS 41 32 732 purely as examples and to document the general state of the art in this regard.
Bei der Formgebung von Bauteilen aus flüssigem Werkstoff wird dieser grundsätzlich erschmolzen und über ein geeignetes Verteilersystem unter ausreichend hohem Speisungsdruck in das zu füllende Formwerkzeug geleitet.When forming components from liquid material, the material is generally melted and fed into the mold to be filled via a suitable distribution system under sufficiently high feed pressure.
Beim Druckgießen werden die zu verarbeitenden Legierungschargen in einem separaten Vorschmelzofen erschmolzen und anschließend mit sog. Transportpfannen oder dgl. in den an der Druckgießmaschine angeordneten Warmhalteofen bzw. Dosierofen überführt. Von dort gelangt das für einen Abguß erforderliche Schmelzquantum - mittels einer Dosiereinrichtung - beispielsweise über einen frei fallenden Gießstrahl in die zumeist horizontale Schußkammer, wo die Schmelze zunächst eine Lache mit großer Oberfläche bildet und dann rasch abkühlt. Ein Schußkolben schiebt in beschleunigter Bewegung und möglichst unter Vermeidung von Spritzern und Lufteinschlüssen die Schmelze in der Schußkammer zusammen, bis sie den nach oben in den FormhohlraumIn die casting, the alloy batches to be processed are melted in a separate pre-melting furnace and then transferred to the holding furnace or dosing furnace arranged on the die casting machine using so-called transport pans or similar. From there, the melt quantity required for a casting is fed - by means of a dosing device - for example via a freely falling pouring jet into the mostly horizontal shot chamber, where the melt first forms a pool with a large surface area and then cools down quickly. A shot piston pushes the melt together in the shot chamber in an accelerated movement and as far as possible avoiding splashes and air inclusions until it forms the
führenden Anschnitt erreicht. Daraufhin wird die Schmelze mit Höchstgeschwindigkeit in den Formhohlraum hinein verdüst, den sie in Bruchteilen einer Sekunde ausfüllt.The melt is then sprayed at maximum speed into the mold cavity, which it fills in fractions of a second.
Des weiteren ist der Vakuumdruckguß bekannt, wobei hier der Formhohlraum vor dem Schuß evakuiert wird, so daß die Schmelze aus dem Warmhalte- bzw. Dosierofen in die Schußkammer eingesaugt wird.Vacuum die casting is also known, whereby the mold cavity is evacuated before the shot so that the melt is sucked from the holding or dosing furnace into the shot chamber.
Im Rahmen des weiter bekannten Niederdruck-Kokillengießverfahrens wird die Schmelze mit Hilfe von Gasdruck über ein Steigrohr aus dem Warmhalte- bzw. Dosierofen von unten in die Gießform gedrückt und bis zum Abschluß der Erstarrung in der Form unter einem geringen überdruck gehalten.In the well-known low-pressure die casting process, the melt is pressed from below into the casting mold via a riser pipe from the holding or dosing furnace using gas pressure and is kept under a slight excess pressure in the mold until solidification is complete.
Das schließlich als Flüssigpressen, Preßgießen oder Verdrängungsgießen bekannte Verfahren läßt die Schmelze von oben mit frei fallendem Gießstrahl in ein zunächst offenes Preßgesenk strömen, dessen unteren Teil die Schmelze ganz oder zumindest teilweise ausfüllt. Danach wird ein Stempel von oben in das Gesenk eingefahren und verdrängt dort die Schmelze zur vollständigen Füllung aller Formkonturen.The process, which is ultimately known as liquid pressing, compression casting or displacement casting, allows the melt to flow from above with a freely falling pouring stream into an initially open pressing die, the lower part of which is completely or at least partially filled with the melt. A stamp is then inserted into the die from above and displaces the melt there to completely fill all the mold contours.
Die aus der Praxis zur Durchführung der voranstehend genannten Verfahren bekannten Warmhalte- bzw. Dosieröfen sind jedoch in der Praxis insoweit problematisch, als sie eine stets komplexe Bauweise aufweisen und zum Anschluß an bspw. eine Druckgießmaschine nur insgesamt austauschbar sind. Tritt dort bspw. eine Beschädigung oder gar ein Bruch des Gießrohrs oder des Dosierrohrs auf, ist der gesamte Dosierofen auszutauschen bzw. nach Stillegung zu reparieren. Die Vorkehrung mehrerer kompletter Dosieröfen ist somit erforderlich.However, the holding or dosing furnaces known from practice for carrying out the above-mentioned processes are problematic in practice in that they always have a complex design and can only be replaced as a whole when connected to a die-casting machine, for example. If, for example, the pouring tube or the dosing tube is damaged or even breaks, the entire dosing furnace must be replaced or repaired after it has been shut down. The provision of several complete dosing furnaces is therefore necessary.
Die aus der Praxis bekannten Warmhalte- bzw. Dosieröfen sind des weiteren problematisch, da bislang das in einem Vorschmelzofen geschmolzene Metall mittels eines besonderen Transportofens zu dem eigentlichen Dosierofen verbracht werden muß. Möglicherweise ist noch eine Gas- oder Vakuumbehandlung der Schmelze durchzuführen, welche in einem weiteren Ofen stattfindet. Erst dann wird die Schmelze in den eigentlichen Dosierofen umgeschüttet, was einerseits einen erheblichen apparativen Aufwand und andererseits Reinigungs- und Wartungsaufwand an den jeweiligen Öfen verursacht. Schließlich treten durch das ggf. mehrfache Umschütten erhebliche Energieverluste auf, die sich auf die Verfahrenskosten nachteilig auswirken.The holding or dosing furnaces known from practice are also problematic because the metal melted in a pre-melting furnace has to be transported to the actual dosing furnace using a special transport furnace. It may be necessary to carry out a gas or vacuum treatment of the melt, which takes place in another furnace. Only then is the melt poured into the actual dosing furnace, which on the one hand requires considerable equipment and on the other hand requires cleaning and maintenance work on the respective furnaces. Finally, the multiple pouring can lead to considerable energy losses, which have a negative impact on the process costs.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Dosierofen der eingangs genannten Art derart auszugestalten und weiterzubilden, daß er sich zum vielseitigen Einsatz eignet. Insbesondere soll der erfindungsgemäße Dosierofen wartungsfreundlich sein und ein mehrfaches Umschütten der Schmelze zwischen dem eigentlichen Schmelzofen und der mit der Schmelze zu beliefernden Maschine (Druckgießmaschine oder dgl.) ersparen. The present invention is therefore based on the task of designing and developing a dosing furnace of the type mentioned at the beginning in such a way that it is suitable for versatile use. In particular, the dosing furnace according to the invention should be easy to maintain and avoid having to pour the melt repeatedly between the actual melting furnace and the machine to be supplied with the melt (die casting machine or the like).
Die erfindungsgemäße Vorrichtung löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Schutzanspruches 1. Danach ist die erfindungsgemäße Vorrichtung derart ausgestaltet, daß das Gehäuse einen abnehmbaren Deckel aufweist und daß sich das Dosierrohr und das Gießrohr durch den Deckel hindurch erstrecken.The device according to the invention solves the above problem by the features of claim 1. According to this, the device according to the invention is designed such that the housing has a removable cover and that the dosing tube and the pouring tube extend through the cover.
Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß es hinsichtlich einer vielseitigen Verwendbarkeit des in Rede stehenden Dosierofens von ganz besonderem Vorteil ist, wenn das Gehäuse des Ofens grundsätzlich einen abnehmbaren Deckel aufweist. Des weiteren sind die im Rahmen einer einfachsten Version vorgesehenen "Zugänge" dem abnehmbaren und somit auch austauschbaren DeckelAccording to the invention, it has been recognized that, with regard to the versatility of the dosing furnace in question, it is particularly advantageous if the housing of the furnace basically has a removable lid. Furthermore, the "accesses" provided in the simplest version are for the removable and thus also replaceable lid
zugeordnet. Dies gilt - im einfachsten Falle - für das zum Herausleiten des geschmolzenen Metalles dienende Gießrohr und für das zur eigentlichen Dosierung dienende Dosierrohr, wobei der Heizraum über das Dosierrohr je nach Zusammensetzung des geschmolzenen Metalls mittels Luft oder Schutzgas, insbesondere mittels Stickstoff, druckbeaufschlagt wird. Mittels dem dem Heizraum über das Dosierraum zuführbaren Gasdruck läßt sich die durch das Gießrohr herauszudrückende Menge des geschmolzenen Metalls exakt bestimmen, wobei die Kompressibilität des Gases zu berücksichtigen ist.This applies - in the simplest case - to the pouring pipe used to lead out the molten metal and to the dosing pipe used for the actual dosing, whereby the heating chamber is pressurized via the dosing pipe using air or protective gas, in particular nitrogen, depending on the composition of the molten metal. Using the gas pressure that can be supplied to the heating chamber via the dosing chamber, the amount of molten metal to be pushed out through the pouring pipe can be determined exactly, whereby the compressibility of the gas must be taken into account.
Bei dem erfindungsgemäßen Dosierofen ist es somit möglich, den Deckel mit sämtlichen Zuführ- und Abführeinrichtungen auszuwechseln, so daß die doch relativ empfindlichen Rohre gemeinsam mit dem Deckel schnellstmöglich ersetzbar sind. Des weiteren ist es möglich, einen Deckel an der zu beschickenden Druckgießmaschine im angeschlossenen Zustand bereitzustellen und das übrige Gehäuse gemeinsam mit dem Tiegel vom Schmelzofen über ggf. weitere Behandlungsstationen zu der Dosierstation zu verbringen. Während beim Befüllen des Tigels am eigentlichen Schmelzofen kein Deckel erforderlich ist, könnte bspw. im Rahmen einer nachgeschalteten Gas- oder Vakuumbehandlung ein besonderer Deckel erforderlich sein, der lediglich einen Gaseinlaß sowie einen Gasauslaß aufweist. Dieser Deckel müßte selbstverständlich vakuumdicht mit dem Gehäuse verbindbar oder zumindest dort anpreßbar sein. Von der Behandlungsstation aus könnte dann das gleiche Gehäuse mit dem darin befindlichen Tiegel - ohne Umfüllen des schmelzflüssigen Metalls - zu der eigentlichen Dosierstation bzw. zu der Druckgießmaschine verbracht werden, nämlich in den Bereich unterhalb des dort positionierten Deckels, der zu dem beanspruchten Dosierofen gehört. Dieser Deckel wird dann ebenfalls vakuumdicht auf das Gehäuse aufgebracht, so daß die durch Druckbeaufschlagung betriebene Dosierung erfolgen kann.With the dosing furnace according to the invention, it is thus possible to replace the lid with all the feed and discharge devices, so that the relatively sensitive pipes can be replaced together with the lid as quickly as possible. Furthermore, it is possible to provide a lid on the die casting machine to be fed in the connected state and to move the rest of the housing together with the crucible from the melting furnace via further treatment stations if necessary to the dosing station. While no lid is required when filling the crucible at the actual melting furnace, a special lid that only has a gas inlet and a gas outlet could be required, for example, as part of a downstream gas or vacuum treatment. This lid would of course have to be able to be connected to the housing in a vacuum-tight manner or at least be able to be pressed onto it. From the treatment station, the same housing with the crucible inside it could then be moved - without transferring the molten metal - to the actual dosing station or to the die casting machine, namely to the area below the lid positioned there, which belongs to the dosing furnace in question. This lid is then also placed on the housing in a vacuum-tight manner, so that dosing can take place by applying pressure.
Hinsichtlich einer besonderen Ausgestaltung des Gießrohres ist es von ganz besonderem Vorteil, wenn sich dieses außerhalb des Gehäuses mit einer Auslaufrinne fortsetzt, wobei die Auslaufrinne von einem höchsten Punkt des Gießrohres aus abfallen könnte und in einem etwa mittigen Bereich ein Niveau aufweisen könnte, welches dem druckbedingten Gießfertigniveau der Schmelze in dem Gießrohr entspricht. Mit anderen Worten wird die Schmelze durch Druckbeaufschlagung innerhalb des Gießrohres auf einem Vordruck-Niveau geahlten, welches weit über dem Niveau der im Tiegel befindlichen Schmelze entspricht. Dieses Vordruck-Niveau könnte man als eine Art Ruhestellung bezeichnen, wobei aufgrund einer Druckerhöhung über das Dosierrohr mittels Luft oder Schutzgas (ggf. Stickstoff) der Dosiervorgang über die Auslaufrinne eingeleitet wird.With regard to a special design of the pouring tube, it is particularly advantageous if it continues outside the housing with a discharge channel, whereby the discharge channel could descend from a highest point of the pouring tube and could have a level in a roughly central area that corresponds to the pressure-related ready-to-cast level of the melt in the pouring tube. In other words, the melt is kept at a pre-pressure level by applying pressure within the pouring tube, which corresponds far above the level of the melt in the crucible. This pre-pressure level could be described as a kind of rest position, whereby the dosing process is initiated via the discharge channel due to an increase in pressure via the dosing tube using air or protective gas (nitrogen if necessary).
Durch den Deckel hindurch kann sich in weiter vorteilhafter Weise ein zur Füllstandsermittlung bzw. zur Gaseinleitung dienendes Meßrohr in den Tiegel hinein erstrecken. Die Füllstandsermittlung erfolgt dabei über den Meßrohr-Differenzdruck, ,so daß keine Wägeeinrichtung erforderlich ist. Handelt es sich bei der Metallschmelze um eine Aluminiumlegierung, könnte als Gas Luft verwendet werden. Besteht die Gefahr der Oxidation, so müßte man auch hier ein Schutzgas verwenden, wobei sich Stickstoff ganz besonders eignet. Wie bereits zuvor erwähnt, wird der Füllstand über diejenige Kraft ermittelt, mit der die im Tiegel befindliche Schmelze dem in das Meßrohr strömenden bzw. gedrückten Gas entgegenwirkt. An dieser Stelle sei ganz besonders hervorgehoben, daß über das Meßrohr grundsätzlich ein Schutzgas einleitbar ist, wodurch sich unter Vermeidung von Oxidationen und/oder Reaktionen eine bessere Metallqualität ergibt. A measuring tube for determining the fill level or introducing gas can also extend through the lid into the crucible. The fill level is determined using the differential pressure in the measuring tube, so that no weighing device is required. If the molten metal is an aluminum alloy, air could be used as the gas. If there is a risk of oxidation, a protective gas would have to be used here too, with nitrogen being particularly suitable. As already mentioned, the fill level is determined using the force with which the melt in the crucible counteracts the gas flowing or being pushed into the measuring tube. At this point, it should be particularly emphasized that a protective gas can in principle be introduced through the measuring tube, which results in better metal quality while avoiding oxidation and/or reactions.
Das voranstehend erörterte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dosierofens eignet sich insbesondere auch zum Do-The above-discussed embodiment of a dosing furnace according to the invention is particularly suitable for dosing
sieren unterschiedlicher Legierungen, wobei hier lediglich der Tiegel bzw. das Gehäuse mit dem darin befindlichen Tiegel zu wechseln ist. Nach Spülung des Gießrohres mit Gas läßt sich der Deckel ohne weiteres auf einen ein ausgetauschtes Gehäuse mit einem eine andere Legierung aufweisenden, darin befindlichen Tiegel austauschen, so daß hier keineswegs der gesamte Dosierofen ausgetauscht werden muß. Ein einfacher Legierungswechsel ist somit möglich.different alloys, whereby only the crucible or the housing with the crucible inside needs to be changed. After flushing the pouring tube with gas, the lid can easily be exchanged for a replaced housing with a crucible containing a different alloy, so that the entire dosing furnace does not have to be replaced. A simple change of alloy is therefore possible.
Des weiteren gestattet die erfindungsgemäße Vorrichtung - nach Abheben des Deckels - einen schnellen Tigelwechsel, wobei auch insoweit die zu dosierende Legierung ausgetauscht werden kann. Entsprechende Vorrichtungen sind dazu vorzusehen. Schließlich ist für die erfindungsgemäße Vorrichtung ganz wesentlich, daß bspw. im Falle eines Gießrohr-Bruches der Deckel insgesamt gemeinsam mit dem Gießrohr - ausgetauscht werden kann, so daß der das gebrochene Gießrohr aufweisende Deckel lediglich durch einen Ersatz-Deckel zu ersetzen ist. Reparaturarbeiten lassen sich dadurch außerhalb des Fertigungsbereiches und ohne Austausch des gesamten Dosierofens vornehmen.Furthermore, the device according to the invention allows - after the cover has been lifted off - a quick change of crucible, whereby the alloy to be dosed can also be exchanged. Appropriate devices must be provided for this purpose. Finally, it is very important for the device according to the invention that in the event of a pouring tube breaking, for example, the cover can be exchanged together with the pouring tube, so that the cover with the broken pouring tube only needs to be replaced with a replacement cover. Repair work can therefore be carried out outside the production area and without replacing the entire dosing furnace.
Während bei dem voranstehend erörterten Ausführungsbeispiel das vorgeschmolzene Metall bei geöffnetem Deckel in den Tiegel gefüllt wird, könnte ein Befüllen des Tigels auch bei bereits geschlossenem Deckel vorgenommen werden, wodurch insbesondere ein Nachchargieren möglich ist. Dazu könnte sich durch den Deckel hindurch ein Chargierrohr in den Tiegel hinein erstrecken. Dieses Chargierrohr könnte wiederum außerhalb des Gehäuses in einen vorzugsweise oberhalb des Deckels angeordneten Chargiertrichter öffnen. Vom eigentlichen Schmelzofen aus wird dann das bereits geschmolzene Metall in den Chargiertrichter eingegeben und gelangt durch das Chargierrohr in den Tiegel. Im Falle eines Nachchargierens im Bereich der Druckgießmaschine müßte eineWhile in the embodiment discussed above the pre-melted metal is filled into the crucible with the lid open, the crucible could also be filled with the lid already closed, which makes recharging possible in particular. For this purpose a charging tube could extend through the lid into the crucible. This charging tube could in turn open outside the housing into a charging funnel preferably arranged above the lid. The already melted metal is then fed from the actual melting furnace into the charging funnel and passes through the charging tube into the crucible. In the case of recharging in the area of the die casting machine, a
entsprechende Einrichtung zum Einfüllen des geschmolzenen Metalls in den Chargiertrichter vorgesehen sein.Appropriate equipment must be provided for filling the molten metal into the charging hopper.
Der Deckel könnte des weiteren in ganz besonders vorteilhafter Weise eine in den Heizraum öffnende Druckablaßöffnung aufweisen. Diese Druckablaßöffnung könnte einerseits zur Regullierung des in dem Gehäuses herrschenden Drucks und andererseits zur völligen Druckentlastung des Heizraumes dienen, wenn nämlich der Deckel abgenommen werden soll. Die Druckablaßöffnung könnte in Form eines Druckablaßrohres ausgebildet sein, an das sich ein bspw. elektrisch betätigbares Ventil oder ein auf einen Grenzwert einstellbares Überdruckventil anschließt.The cover could also have a pressure relief opening that opens into the heating chamber in a particularly advantageous manner. This pressure relief opening could be used on the one hand to regulate the pressure in the housing and on the other hand to completely relieve the pressure in the heating chamber when the cover is to be removed. The pressure relief opening could be designed in the form of a pressure relief pipe to which an electrically operated valve or a pressure relief valve that can be set to a limit value is connected.
Das Gießrohr und/oder das Dosierrohr und/oder das Meßrohr und/oder das Chargierrohr und/oder der Chargiertrichter und/oder das Druckablaßrohr können mit dem Deckel vorzugsweise fest verbunden sein. Dies könnte bedeuten, daß die jeweiligen Rohre sich lösbar durch den Deckel hindurch erstrecken. Insoweit wäre eine Austauschbarkeit der einzelnen Rohre gewährleistet, wobei besondere Maßnahmen zum Erreichen der Vakuumdichtigkeit erforderlich sind. Ebenso wäre es jedoch auch denkbar, daß die voranstehend genannten Bauteile als integrale Bestandteile des Deckels ausgebildet sind. In beiden Fällen könnten die hier in Rede stehenden Bauteile aus hochtemperaturbeständiger Keramik hergestellt sein. Im Falle eines metallischen Deckels und keramischer Rohre wäre besonders auf die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zu achten, so daß aufgrund dieser unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten keine durch mechanische Spannungen verursachte Risse im Material auftreten.The pouring tube and/or the dosing tube and/or the measuring tube and/or the charging tube and/or the charging funnel and/or the pressure relief tube can preferably be firmly connected to the lid. This could mean that the respective tubes extend detachably through the lid. In this respect, the interchangeability of the individual tubes would be guaranteed, with special measures being required to achieve vacuum tightness. However, it would also be conceivable that the components mentioned above are designed as integral parts of the lid. In both cases, the components in question could be made of high-temperature-resistant ceramic. In the case of a metallic lid and ceramic tubes, particular attention should be paid to the different thermal expansion coefficients so that no cracks caused by mechanical stress occur in the material due to these different thermal expansion coefficients.
Des weiteren könnten das Gießrohr, das Meßrohr und das Chargierrohr mit gleicher Eintauchtiefe in den Tiegel hineinragen, nämlich bis in einen Bereich kurz oberhalb des Tigelbodens.Furthermore, the pouring tube, the measuring tube and the charging tube could extend into the crucible at the same immersion depth, namely to an area just above the crucible bottom.
Diese Anordnung bspw. des Chargierrohres ist insoweit von Vorteil, als die in den Tiegel strömende Schmelze aufgrund des über das Meßrohr einströmenden Gases der bereits im Tiegel befindlichen Schmelze wirksam vermengt wird. Die Aufnahme der im Tiegel befindlichen Schmelze durch das Gießrohr vom Bodenbereich des Tigels vermeidet ein Ansammeln von Sedimenten am Tigelboden.This arrangement of the charging tube, for example, is advantageous in that the melt flowing into the crucible is effectively mixed with the melt already in the crucible due to the gas flowing in via the measuring tube. The collection of the melt in the crucible by the pouring tube from the bottom area of the crucible prevents sediment from accumulating on the bottom of the crucible.
Hinsichtlich einer Austauschbarkeit einzelner Aggregate sei hier ganz besonders darauf hingewiesen, daß der Deckel den gesamten Heizraum überdeckt, so daß bei abgenommenem Deckel der im Heizraum befindliche Tiegel frei zugänglich ist. Entsprechend läßt sich der lediglich in den Heizraum gestellte und dort möglicherweise durch geeignete Mittel positionierte Tiegel bei geöffnetem Heizraum ohne weiteres herausnehmen, kann demnach mittels einer geeigneten Hebevorrichtung, bspw. mittels eines Krans, -auch im gefüllten Zustand aus dem Behältnis gehoben werden.With regard to the interchangeability of individual units, it should be particularly noted that the lid covers the entire heating chamber, so that when the lid is removed, the crucible in the heating chamber is freely accessible. Accordingly, the crucible, which has simply been placed in the heating chamber and possibly positioned there using suitable means, can be easily removed when the heating chamber is open and can therefore be lifted out of the container using a suitable lifting device, e.g. a crane, even when it is full.
Hinsichtlich einer konkreten Anordnung der Heizeinrichtung ist es von besonderem Vorteil, wenn diese seitlich des Tigels angeordnet ist. So könnte sich die Heizeinrichtung seitlich insgesamt um den Tiegel herum erstrecken, so daß sich eine ideale Temperaturführung bzw. innerhalb des Tigels eine homogene Temperaturverteilung ergibt. Die Heizeinrichtung könnte in weiter vorteilhafter Weise als Widerstandsheizung ausgeführt sein. Die zuvor bereits erwähnte Dimensionierung des Deckels hat dann den weiteren Vorteil, daß die an der Innenwandung des Gehäuses vorgesehene Heizeinrichtung ebenfalls leicht zugänglich und relativ einfach demontierbar ist.With regard to a specific arrangement of the heating device, it is particularly advantageous if it is arranged to the side of the crucible. The heating device could extend laterally all the way around the crucible, so that an ideal temperature control or a homogeneous temperature distribution within the crucible is achieved. The heating device could also advantageously be designed as a resistance heater. The previously mentioned dimensioning of the lid then has the further advantage that the heating device provided on the inner wall of the housing is also easily accessible and relatively easy to dismantle.
Zum einfachen bzw. schnellen Wechseln des Deckels ist es vorteilhaft, wenn dieser mit einem Flansch an einem entsprechenden Flansch des Gehäuses festlegbar und zwischen den Flanschen min-For easy and quick replacement of the cover, it is advantageous if it can be fixed with a flange to a corresponding flange of the housing and if there is at least
destens eine vorzugsweise als Ringdichtung ausgebildete Dichtung vorgesehen ist. Diese Dichtung könnte aus Silikon hergestellt sein. Folglich wäre es denkbar, daß der Deckel mit seinem Flansch lediglich an das Gehäuse bzw. an den Flansch des Gehäuses angepreßt wird, wodurch sich der Heizraum bereits ohne weitere Maßnahmen vakuumdicht verschließen läßt. Das Andrücken des Deckels müßte selbstverständlich über den gesamten Prozeß hinweg gewährleistet sein. Eine Verschraubung der Flansche über eine Art Schnellverschluß wäre in herkömmlicher Weise ebenfalls realisierbar.at least one seal, preferably designed as a ring seal, is provided. This seal could be made of silicone. It would therefore be conceivable that the lid with its flange is simply pressed onto the housing or the flange of the housing, whereby the heating chamber can be sealed vacuum-tight without any further measures. The lid would of course have to be pressed onto the housing throughout the entire process. Screwing the flanges together using a type of quick-release fastener would also be possible in the conventional way.
Das Gehäuse dient nicht nur zum Erhalt einer Druckdichtigkeit, sondern vor allem auch zur thermischen Isolierung des Heizraumes bzw. der im Tiegel befindlichen Schmelze. Dazu weist das Gehäuse eine zumindest nach außen wirkende thermische Isolierung auf bzw. ist selbst als thermische Isolierung ausgebildet. Herkömmliche Maßnahmen sind hier geeignet, so daß sich besondere Ausführungen hierzu erübrigen.The housing not only serves to maintain pressure tightness, but above all to thermally insulate the heating chamber or the melt in the crucible. To this end, the housing has thermal insulation that at least acts on the outside or is itself designed as thermal insulation. Conventional measures are suitable here, so that special designs are unnecessary.
Nun könnte entweder eine unsachgerechte Handhabung des Dosierofens oder thermische Spannungen im Tigelmaterial einen Tigelbruch hervorrufen. Ebenso wäre es denkbar, daß der Tiegel beim Nachchargieren überfüllt wird, so daß das geschmolzene Metall den gesamten Bodenbereich des Heizraumes füllt. Für einen solchen Fall könnte in ganz besonders vorteilhafter Weise im unteren Bereich des Gehäuses, d.h. am Boden des Heizraumes, ein aus Sicherheitsgründen verschließbarer Notauslauf vorgesehen sein, über den das dann außerhalb des Tigels im Heizraum befindliche Metall "entsorgt" werden kann. Ohne diesen Notauslauf wäre ein aufwendiges Umstülpen des Gehäuses erforderlich, wobei dies in einen weiteren Auffangbehälter hinein erfolgen müßte.Now either improper handling of the dosing furnace or thermal stresses in the crucible material could cause the crucible to break. It is also conceivable that the crucible is overfilled during recharging so that the molten metal fills the entire floor area of the heating chamber. In such a case, it would be particularly advantageous to provide an emergency outlet in the lower area of the housing, i.e. at the floor of the heating chamber, which can be closed for safety reasons, through which the metal then outside the crucible in the heating chamber can be "disposed of". Without this emergency outlet, it would be necessary to turn the housing inside out, which would have to be done into another collecting container.
Bereits zuvor wurde erwähnt, daß sich der erfindungsgemäße Dosierofen bzw. das Gehäuse des Dosierofens mit dem darin befind-It has already been mentioned that the dosing furnace according to the invention or the housing of the dosing furnace with the
lichen Tiegel vielfach einsetzen läßt. Wird das später einer Druckgießmaschine zuzuführende Metall an einem Vorschmelzofen in den im Gehäuse befindlichen Tiegel eingefüllt, muß das Gehäuse ggf. zu einer weiteren Behandlungsstation (Vakuumbehandlung oder dgl.) zu der Dosierstation verbracht werden. Dazu könnte das Gehäuse eine zur Aufnahme der Gabeln eines Gabelstaplers oder der Tragarme bzw. Greifer einer Hubeinrichtung bzw. eines Krans geeigneten Unterbau aufweisen, so daß der Transport sicher und mit herkömmlichen Gerätschaften erfolgen kann. Die Aufnahme bzw. das Greifen des Gehäuses im unteren Bereich ist insoweit von ganz besonderem Vorteil, als der dem Deckel zugewandte Bereich zur Handhabung des Deckels nicht versperrt bzw. behindert ist.crucible can be used in many different ways. If the metal that is to be fed into a die-casting machine later is filled into the crucible in the housing at a pre-melting furnace, the housing may have to be taken to another treatment station (vacuum treatment or similar) to the dosing station. For this purpose, the housing could have a base suitable for holding the forks of a forklift truck or the support arms or grippers of a lifting device or crane, so that it can be transported safely and using conventional equipment. Holding or gripping the housing in the lower area is particularly advantageous in that the area facing the lid for handling the lid is not blocked or obstructed.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Schutzanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung zweier Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigtThere are now various possibilities for designing and developing the teaching of the present invention in an advantageous manner. For this purpose, reference is made on the one hand to the claims subordinate to claim 1 and on the other hand to the following explanation of two embodiments of the invention based on the drawing. In connection with the explanation of the preferred embodiments of the invention based on the drawing, generally preferred embodiments and developments of the teaching are also explained. The drawing shows
Fig. 1 in einer schematischen Seitenansicht, geschnitten, ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dosierofens undFig. 1 in a schematic side view, sectioned, a first embodiment of a dosing oven according to the invention and
Fig. 2 in einer schematischen Seitenansicht, geschnitten, ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dosierofens, wobei hier die Möglichkeit des Nachchargierens während des Dosierens gegeben ist.Fig. 2 in a schematic side view, sectioned, a second embodiment of a dosing furnace according to the invention, whereby the possibility of recharging during dosing is given here.
Die Fig. 1 und 2 zeigen zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Dosier- bzw. Warrahalte-, Behandlungs- oder Transportofens, der sich insbesondere zum Dosieren, Warmhalten, Behandeln und/oder auch zum Transport flüssigen Aluminiums bzw. einer flüssigen Aluminium-Legierung eignet. Der schlicht als Dosierofen bezeichnete multifunktionale Ofen weist ein GehäuseFig. 1 and 2 show two embodiments of a dosing or warming, treatment or transport furnace according to the invention, which is particularly suitable for dosing, warming, treating and/or transporting liquid aluminum or a liquid aluminum alloy. The multifunctional furnace, simply referred to as a dosing furnace, has a housing
1 mit einem hermetisch abdichtbaren bzw. druckdichten Heizraum1 with a hermetically sealed or pressure-tight heating chamber
2 auf. In dem Heizraum 2 befindet sich ein Tiegel 3 sowie eine innerhalb des Heizraums 2 wirkende Heizeinrichtung 4. Durch das Gehäuse 1 hindurch erstreckt sich in den Heizraum 2 hinein ein zur Druckbeaufschlagung des Heizraums 2 dienendes Dosierrohr 5, wobei es sich hier schlicht und einfach um einen Anschluß zur Gasbeaufschlagung, insbesondere zur Stickstoffbeaufschlagung, handeln kann. Des weiteren erstreckt sich durch das Gehäuse 1 hindurch in den Tiegel 3 hinein ein Gießrohr 6, welches innerhalb des Gehäuses 1 die Funktion eines Steigrohres hat.2. In the heating chamber 2 there is a crucible 3 and a heating device 4 acting within the heating chamber 2. A metering pipe 5 serving to pressurize the heating chamber 2 extends through the housing 1 into the heating chamber 2, whereby this can simply be a connection for gas supply, in particular for nitrogen supply. Furthermore, a pouring pipe 6 extends through the housing 1 into the crucible 3 and has the function of a riser pipe within the housing 1.
Erfindungsgemäß weist das Gehäuse 1 einen abnehmbaren Deckel 7 auf. Sowohl das Dosierrohr 5 als auch das Gießrohr 6 erstrecken sich durch diesen Deckel 7 hindurch, sind demnach gemeinsam mit dem Deckel 7 vom Gehäuse 1 abnehmbar.According to the invention, the housing 1 has a removable cover 7. Both the dosing tube 5 and the pouring tube 6 extend through this cover 7 and can therefore be removed from the housing 1 together with the cover 7.
Die Fig. 1 und 2 zeigen gemeinsam, daß sich das Gießrohr 6 außerhalb des Gehäuses 1 mit einer Auslaufrinne 8 fortsetzt. Die Auslaufrinne 8 fällt dabei von einem höchsten Punkt des Gießrohres 6 ab, ist also zum freien Ende hin nach unten geneigt. In einem etwa mittigen Bereich weist sie ein Niveau auf, welches dem druckbedingten Gießfertigniveau der Schmelze 9 in dem Gießrohr 6 entspricht. Demnach liegt das Niveau der Schmelze innerhalb des Gießrohres 6 - in der druckbedingten Ruhestellung - weit oberhalb des Niveaus der Schmelze 9 im Tiegel 3.Fig. 1 and 2 together show that the pouring tube 6 continues outside the housing 1 with a discharge channel 8. The discharge channel 8 drops from a highest point of the pouring tube 6, i.e. is inclined downwards towards the free end. In an approximately central area it has a level which corresponds to the pressure-related ready-to-cast level of the melt 9 in the pouring tube 6. Accordingly, the level of the melt inside the pouring tube 6 - in the pressure-related rest position - is far above the level of the melt 9 in the crucible 3.
Die Figuren zeigen des weiteren gemeinsam, daß sich durch den Deckel 7 hindurch ein zur Füllstandsermittlung bzw. zur Gasein-The figures also show that a sensor for level determination or gas inlet is located through the cover 7.
leitung dienendes Meßrohr 10 in den Tiegel 3 hinein erstreckt. Entsprechend läßt sich der Füllstand über diejenige Kraft ermitteln, mit der die Schmelze 9 dem über das Meßrohr 10 einleitbaren Gas entgegenwirkt. An dieser Stelle sei angemerkt, daß das Meßrohr vorzugsweise mit Stickstoff beaufschlagt wird.measuring tube 10 serving as a measuring line extends into the crucible 3. The filling level can be determined accordingly via the force with which the melt 9 counteracts the gas that can be introduced via the measuring tube 10. At this point it should be noted that the measuring tube is preferably charged with nitrogen.
Während der in Fig. 1 dargestellte Dosierofen ausschließlich bei geöffnetem Deckel 7 mit flüssiger Schmelze 9 beschickbar ist, ist bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Dosierofens ein Chargierrohr 11 vorgesehen. Dieses Chargierrohr 11 erstreckt sich durch den Deckel 7 hindurch in den Tiegel 3 und dient zum Befüllen des Tigels 3 mit flüssigem Metall, welches in einem gesonderten Schmelzofen (in den Fig. nicht dargestellt) bereits in den flüssigen Zustand überführt worden ist. Das Chargierrohr 11 öffnet sich außerhalb des Gehäuses 1 in einen oberhalb des Deckels 7 angeordneten Chargiertrichter 12. Dieser dient zur sicheren Aufnahme des bereits geschmolzenen Metalls.While the dosing furnace shown in Fig. 1 can only be charged with liquid melt 9 when the lid 7 is open, a charging tube 11 is provided in the embodiment of a dosing furnace shown in Fig. 2. This charging tube 11 extends through the lid 7 into the crucible 3 and is used to fill the crucible 3 with liquid metal, which has already been converted into the liquid state in a separate melting furnace (not shown in the figures). The charging tube 11 opens outside the housing 1 into a charging funnel 12 arranged above the lid 7. This is used to safely collect the already molten metal.
Bei beiden in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispielen ist in den Deckel 7 eine sich in den Heizraum 2 öffnende Druckablaßöffnung 13 vorgesehen. Diese Druckablaßöffnung 13 ist in Form eines Druckablaßrohres 14 ausgebildet. Selbstverständlich ist das Druckablaßrohr über ein Ventil schließ- bzw. offenbar. In both embodiments shown in Fig. 1 and 2, a pressure relief opening 13 opening into the heating chamber 2 is provided in the cover 7. This pressure relief opening 13 is designed in the form of a pressure relief pipe 14. Of course, the pressure relief pipe can be closed or opened via a valve.
Das Gießrohr 6, das Dosierrohr 5, das Meßrohr 10, das Chargierrohr 11, der Chargiertrichter 12 und das Druckablaßrohr 14 sind mit dem Deckel 7 fest verbunden, lassen sich jedoch im Rahmen von Reparturarbeiten ersetzen. Die voranstehend genannten Bauteile sind aus einem keramischen Werkstoff hergestellt. Grundsätzlich ist zu beachten, daß das verwendete Material eine möglichst schlechte Benetzung mit der jeweiligen Schmelze auf-The pouring tube 6, the dosing tube 5, the measuring tube 10, the charging tube 11, the charging funnel 12 and the pressure relief tube 14 are firmly connected to the cover 7, but can be replaced as part of repair work. The components mentioned above are made of a ceramic material. Basically, it should be ensured that the material used has the poorest possible wetting with the respective melt.
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weist, so daß eine Reinigung der Bauteile problemlos möglich ist.so that the components can be cleaned without any problems.
Fig. 2 zeigt des weiteren, daß das Gießrohr 6, das Meßrohr 10 und das Chargierrohr 11 mit gleicher Eintauchtiefe in den Tiegel 3 hineinragen. Entsprechend den Abmessungen des Tiegels 3 lassen sich ebenso andere Anordnungen bzw. Dimensionierungen realisieren.Fig. 2 also shows that the pouring tube 6, the measuring tube 10 and the charging tube 11 protrude into the crucible 3 with the same immersion depth. Depending on the dimensions of the crucible 3, other arrangements or dimensions can also be realized.
Hinsichtlich des Tiegels 3 selbst ist zu erwähnen, daß dieser bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel, insbesondere zur Beschickung mit Aluminiumlegierungen, aus einem keramischen Material besteht. Der Tiegel 3 ist innerhalb des Heizraumes 2 vorzugsweise auf eine in den Figuren nicht gezeigte Zentriereinrichtung gestellt und läßt sich einfach aus dem Heizraum 2 entnehmen. Ein Herausheben des Tiegels könnte mittels eines Krans oder dgl. erfolgen.With regard to the crucible 3 itself, it should be mentioned that in the embodiment chosen here, in particular for charging with aluminum alloys, it is made of a ceramic material. The crucible 3 is placed inside the heating chamber 2, preferably on a centering device not shown in the figures, and can be easily removed from the heating chamber 2. The crucible could be lifted out using a crane or the like.
Die Fig. 1 und 2 zeigen des weiteren gemeinsam, daß die Heizeinrichtung 4 seitlich des Tiegels 3 angeordnet ist. Genauergesagt erstreckt sich die Heizeinrichtung 4 seitlich um den Tiegel 3 herum. Es handelt sich dabei um eine Widerstandsheizung, wobei die Heizelemente mäanderförmig angeordnet sind.Fig. 1 and 2 also show together that the heating device 4 is arranged to the side of the crucible 3. More precisely, the heating device 4 extends laterally around the crucible 3. This is a resistance heater, with the heating elements arranged in a meandering shape.
Hinsichtlich eines druckdichten Verschließens des Gehäuses 1 ist wesentlich, daß der Deckel 7 mit einem Flansch 15 an einem entsprechenden Flansch 16 des Gehäuses 1 festlegbar und zwischen den Flanschen 15, 16 eine als Ringdichtung ausgebildete Dichtung 17 vorgesehen ist. Diese Dichtung 17 ist aus temperaturbeständigem Silikon hergestellt, so daß die abdichtende Wirkung bereits durch Aufdrücken des Deckels 7 entsteht. With regard to a pressure-tight closure of the housing 1, it is essential that the cover 7 can be secured to a corresponding flange 16 of the housing 1 with a flange 15 and that a seal 17 designed as a ring seal is provided between the flanges 15, 16. This seal 17 is made of temperature-resistant silicone, so that the sealing effect is already created by pressing on the cover 7.
Das Gehäuse 1 selbst weist eine nach außen wirkende thermischeThe housing 1 itself has an outward-acting thermal
Isolierung auf, wobei die Gehäusewandung aus Stahlblech und die Isolierung aus Leichtbaustoffen und Schamotte-Formteilen bestehen kann.Insulation, whereby the housing wall can be made of sheet steel and the insulation can be made of lightweight materials and fireclay moldings.
Schließlich ist im unteren Bereich des Gehäuses 1, d.h. am Boden 18 des Heizraumes 2, ein Notauslauf 19 vorgesehen, der im Betriebszustand des Ofens geschlossen ist. Im Falle eines Tiegelbruches läßt sich die Schmelze 9 dadurch problemlos ableiten. Finally, an emergency outlet 19 is provided in the lower part of the housing 1, i.e. at the bottom 18 of the heating chamber 2, which is closed when the furnace is in operation. In the event of a crucible breakage, the melt 9 can thus be drained away without any problem.
Hinsichtlich einer besonderen Ausgestaltung eines Unterbaus des Gehäuses 1 zur Aufnahme der Gabeln eines Gabelstaplers oder der Tragarme bzw. Greifer einer Hubeinrichtung sowie hinsichtlich der Einsatzmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Dosierofens, insbesondere im Rahmen eines Schmelztransports innerhalb des Gehäuses von einer Bearbeitungsstation zur anderen, hinsichtlich einer Gasbehandlung der Schmelze und hinsichtlich der Möglichkeit des Deckelwechsels gemeinsam mit sämtlichen erforderlichen Aggregaten wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung verwiesen.With regard to a special design of a substructure of the housing 1 for receiving the forks of a forklift or the support arms or grippers of a lifting device and with regard to the possible uses of the dosing furnace according to the invention, in particular in the context of melt transport within the housing from one processing station to another, with regard to gas treatment of the melt and with regard to the possibility of changing the lid together with all the necessary units, reference is made to the general part of the description in order to avoid repetition.
Abschließend sei hervorgehoben, daß die voranstehend lediglich beispielhaft genannten Ausführungsbeispiele die erfindungsgemäße Lehre lediglich erläutert, jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele einschränken.Finally, it should be emphasized that the exemplary embodiments mentioned above merely as examples only explain the teaching of the invention, but do not limit it to the exemplary embodiments.
Claims (22)
Chargierrohr (11) mit gleicher Eintauchtiefe in den Tiegel (3) hineinragen.13. Dosing furnace according to one of claims 1 to 12, characterized in that the pouring tube (6), the measuring tube (10) and the
The charging tube (11) should extend into the crucible (3) at the same immersion depth.
ist.14. Dosing furnace according to one of claims 1 to 13, characterized in that the crucible (3) can be removed from the heating chamber (2)
is.
sich die Heizeinrichtung (4) seitlich um den Tiegel (3) herum
erstreckt.16. Dosing oven according to claim 15, characterized in that
the heating device (4) is laterally around the crucible (3)
extends.
als Ringdichtung ausgebildete Dichtung (17) vorgesehen ist.18. Dosing oven according to one of claims 1 to 17, characterized in that the cover (7) can be fixed by a flange (15) to a corresponding flange (16) of the housing (1) and between the flanges (15, 16) at least one preferably
a seal (17) designed as a ring seal is provided.
die Ringdichtung aus temperaturbeständigem Silikon hergestellt ist.19. Dosing oven according to claim 18, characterized in that
the ring seal is made of temperature-resistant silicone.
thermische Isolierung aufweist.20. Dosing furnace according to one of claims 1 to 19, characterized in that the housing (1) has an outwardly acting
has thermal insulation.
ist.21. Dosing furnace according to one of claims 1 to 20, characterized in that an emergency outlet (19) is provided in the lower region of the housing (1), ie at the bottom (18) of the heating chamber (2).
is.
Hubeinrichtung geeigneten Unterbau aufweist.22. Dosing oven according to one of claims 1 to 21, characterized in that the housing (1) has a for receiving the forks of a forklift truck or the support arms or grippers of a
has a suitable substructure for the lifting device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9401484U DE9401484U1 (en) | 1994-01-29 | 1994-01-29 | Dosing furnace |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9401484U DE9401484U1 (en) | 1994-01-29 | 1994-01-29 | Dosing furnace |
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Publication Number | Publication Date |
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DE9401484U1 true DE9401484U1 (en) | 1994-04-14 |
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ID=6903866
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE9401484U1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010044916A1 (en) * | 2010-09-09 | 2012-03-15 | Thermat Industrieofen Gmbh | Funnel type filling pipe for compressed gas-operated dosing oven, has clamp that is inserted into hole provided in the nonferrous metal structure with flat gasket |
DE102012007363B3 (en) * | 2012-04-12 | 2013-06-20 | Handtmann Leichtmetallgießerei Annaberg GmbH | Device, used for preheating a riser tube for a metering furnace for a liquid metal, where the liquid metal is introduced into a lid on a top side of the metering furnace into a hole of a sealed tube made of heat resistant material |
DE102020003065A1 (en) | 2020-05-24 | 2021-11-25 | BorgWarner Turbo Systems Worldwide Headquarters GrnbH | Melting and casting processes and combined melting and casting furnace systems |
-
1994
- 1994-01-29 DE DE9401484U patent/DE9401484U1/en not_active Expired - Lifetime
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