EP1299203B1 - Verfahren und vorrichtung zum steigenden giessen mit einem auf den giesstisch aufgesetzten schieberverschluss - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum steigenden giessen mit einem auf den giesstisch aufgesetzten schieberverschluss Download PDF

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EP1299203B1
EP1299203B1 EP01969350A EP01969350A EP1299203B1 EP 1299203 B1 EP1299203 B1 EP 1299203B1 EP 01969350 A EP01969350 A EP 01969350A EP 01969350 A EP01969350 A EP 01969350A EP 1299203 B1 EP1299203 B1 EP 1299203B1
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EP
European Patent Office
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aperture
casting
channel
riser pipe
opening
Prior art date
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EP01969350A
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EP1299203A2 (de
Inventor
Wolfgang Müller
Alexander Fischer
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Hydro Aluminium Deutschland GmbH
Original Assignee
Hydro Aluminium Deutschland GmbH
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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
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/14—Closures
    • B22D41/22—Closures sliding-gate type, i.e. having a fixed plate and a movable plate in sliding contact with each other for selective registry of their openings
    • B22D41/24—Closures sliding-gate type, i.e. having a fixed plate and a movable plate in sliding contact with each other for selective registry of their openings characterised by a rectilinearly movable plate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D18/00—Pressure casting; Vacuum casting
    • B22D18/04—Low pressure casting, i.e. making use of pressures up to a few bars to fill the mould

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for rising casting / low pressure casting - especially of light metal alloys - with a lying under a casting table Casting furnace with a riser and a mouth opening of the Riser and with a casting mold with bottom pouring hole and with a slide closure for the pouring opening, the forms a passageway which is for casting a substantially straight longitudinal course assumes.
  • the rising watering has the Significant advantage of a controlled controlled casting process.
  • the air bubble entry and the oxide skin entry associated with any swirling of the melt during casting, avoided.
  • this can be the detachment and entrainment of molding material in the Bleed and be avoided in the run, the otherwise to Reduction of quality of the GuB publishede leads.
  • a disadvantage of rising casting it is generally that the Solidification process of up to 15 min duration to be awaited must be removed before the currently filled mold and the next Casting mold can be brought over the casting furnace.
  • the Solidification process of up to 15 min duration to be awaited must be removed before the currently filled mold and the next Casting mold can be brought over the casting furnace.
  • US 3,627,018 is a process for the preparation of castings in a permanent mold known.
  • known methods an increasing casting process used, with a mold on a Melting container is placed so that a continuous connection between the melt container and consists of the mold cavity. After a complete Filling the mold with molten metal, the Casting mold via a positioning cylinder in horizontal Direction be shifted, so that no continuous Connection more between the melt container and the Casting exists.
  • a horizontal slidable barrier provided with an opening be provided and the connection between the Melting container and the mold by horizontal Move this barrier after the end of the Casting be interrupted.
  • a disadvantage of the US 3,627,018 known prior art is that before removing the mold from the respective one must be awaited closure mechanism provided until the melt at least at the bottom of the Fill opening of the mold is solidified. This results a slow process sequence.
  • the following invention is based on the object Method and apparatus of the type mentioned further to improve.
  • the Process sequence in the rising Casting / low pressure casting will be accelerated.
  • the solution lies in a method of increasing Casting / low pressure casting, where to shut off in Slider closure two directly to each other subsequent opening sections of the passageway Immediately after pouring while the melt is still liquid in the sprue transverse to the longitudinal course of Passage channel are shifted against each other, that an overhead opening portion with the pouring opening undercut remains open connected and one bottom opening section with the mouth opening the riser remains open, the Opening sections completely offset from each other lie.
  • the melt is within the upper opening portion of the passageway at the latest from the shifting of the opening sections of Passage channel actively cooled against each other.
  • a corresponding device is characterized characterized in that the slide closure on the Casting table is put on and two against each other slidable plates, each having a Having passage opening, wherein the plates for Pour with their openings in coverage are bringable and the plates to shut off like that are mutually displaceable, that the Passage opening in the upper plate with the Gutter is connected undercut open and open the passage opening in the lower plate with the Orifice of the riser is openly connected, while the sections of the passage opening completely offset from each other. It is according to the invention a neck approach of the holder of a coolant ring surrounded in the holder, with a coolant line connected is.
  • the melt within the sprue and optionally also within the upper longitudinal section of the passageway at the latest after shutting off i. So moving the longitudinal sections of the Passage channel to actively cool against each other. in this connection then can a mold already immediately after the Solidification of the melt in the upper longitudinal section of Passage channel and in the sprue of the mold be removed from the slide closure. A freezing of the entire casting must therefore not be awaited.
  • An air access to the melt level in the riser can be largely excluded if after shut off the melt in the riser only so far lowered is until at least the lower longitudinal portion of Passage channel is emptied of melt to a Sticking melt on the upper slide plate too avoid.
  • it may be provided in particular that after shutting off the melt in the riser only until slightly below the mouth of the riser is lowered and that the riser when lowering the Melt at the mouth opening with inert gas is charged.
  • the Process management characterized in that the casting mold itself as a whole together with the upper longitudinal section of the Passage channel of the slider member is moved.
  • the device according to the invention is designed so that the plates in a mounted on the casting table Cassette are held and the top plate in an in the cassette is held on the sliding holder the mold is placed. Especially this one Holder in a guided in the cassette slide be used on which it is resiliently supported.
  • a suitable casting mold has a lower cylindrical Spigot that forms the pouring hole and in one Nozzle insert or a nozzle holder in the holder suitable for the upper plate, which fits on the Passage opening is aligned in the upper plate.
  • the end face of the cylindrical nozzle of the mold dull on the upper Plate be placed and, provided the weight of the Mold is too low to ensure effective sealing produce, be braced against this.
  • To the Sequence of the casting operations as mentioned above accelerate are as coolers on Coolant ring on the nozzle insert or nozzle adapter in the holder of the upper plate and a cooling chamber provided below or in the lower plate.
  • the Coolant supply to the coolant ring must be elastic be to balance the movements of the carriage or the holder to be able to.
  • the actuator for the carriage can be arranged directly on the cassette.
  • the mold can be designed as a permanent mold or even out altogether Molded material exist.
  • the connection between riser and slider organ may be such that the riser the casting table in a Opening interspersed and immediately with a contact plate to the fixed lower slide plate applies.
  • a sprue bushing firmly used is, which lines the opening in the casting table and the sealing is stretched against the lower slide plate and that the riser with a contact plate against the lower edge this sprue bushing applies.
  • the riser can be connected to the casting furnace via a metallic bellows joint connected axially elastic and angularly movable be while the casting furnace is held vertically movable to a Applying the riser to the casting table and separating the To allow riser from the casting table.
  • a metallic bellows joint connected axially elastic and angularly movable be while the casting furnace is held vertically movable to a Applying the riser to the casting table and separating the To allow riser from the casting table.
  • the first to method refers and devices in which the melt level in the sealed casting furnace a controllable gas pressure is given up, the melt in the riser rise or fall back.
  • a controllable gas pressure is given up, the melt in the riser rise or fall back.
  • other methods and devices which promote the melt in the riser controllable can, e.g. Magnetic pump assemblies at the bottom of the riser in the pouring furnace.
  • a Slide organ 13 screwed on a casting table 11 having a passage opening 12 .
  • a sprue bushing 15 used at the same time a connection for the unillustrated riser of a caster forms.
  • a down for riser undercut-free opening 16 is provided.
  • the Slider member 13 comprises a cassette 17, the immediacy on the casting table 11 is screwed.
  • This cassette 17 has in turn a lower opening 18 which is aligned with the aforementioned Opening 16 is.
  • a sealing ring 14 is inserted, which sealingly abuts the AnguB bushing 15.
  • a lower slide plate 19 is inserted.
  • the lower one Slider plate 19 is a pressure piece of a in the cassette 17 screwed screw 21 held. Inside the cassette 17, a holder 22 is held horizontally displaceable. In the holder, an upper slide plate 23 is inserted, the has an upper passage opening 24 of the slider member.
  • the bracket 22 is disposed on a carriage 25, the of Guide rails 26 is held in the cassette 17.
  • the pressure cylinder 32, 33, the holder 22 press down so that the Slide plates 19, 23 abut against each other with bias and rest in the cassette 17.
  • On the cassette 17 is an adjusting cylinder unit 28 attached to the over a rod 29 on the Carriage 25 acts so that the holder 22 horizontally in the Cassette 17 can be moved.
  • the lower slide plate 19 has a lower passage opening 20, the upper slide plate 23 has an upper passage opening 24.
  • the holder 22 has a neck extension 34 and the carriage 35th a nozzle receptacle 35.
  • the neck approach 34 is an additional used as an enlarged detailderirig 36, the supplied via a compressed air line 37 with cooling air can be.
  • the cooling ring 36 has inwardly directed air outlet holes 38.
  • a Cooling chamber 39 is formed, which via a further compressed air line 40 is supplied with cooling air.
  • a mold 41 with a downwards facing pouring spigot 42 inserted on the upper slide plate 23 is seated.
  • the mold 41 is from a lid 43rd completed.
  • the sprue 44 of the mold 41 is aligned the upper passage opening 24 and is common with this upward undercut-free, in particular conically opening educated.
  • the mold 41 may be a permanent mold or a Sand mold or a core package.
  • FIG 2 is shown how the carriage 25 with the holder 21 within the cassette 17 by the actuating cylinder 28th moved to the left position after completion of the casting process is, wherein the upper passage opening 24 opposite to the lower Passage opening 20 is sheared off, so that no connection There is more of the riser to the mold. Only at this time is expediently the cooling chamber 39 supplied cooling air, to solidify the melt in the now overlying sprue 44 allow. After the rapid solidification of the melt in the Gullet 44, by the cooling of the sprue 42nd can be accelerated, the mold 41 can be lifted, wherein the plug in the upper passage opening 24th due to its conical up-opening opening Easy to remove from the mold.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
  • Casting Devices For Molds (AREA)
  • Sliding Valves (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum steigenden Gießen/Niederdruckgießen - insbesondere von Leichtmetalllegierungen - mit einem unter einem Gießtisch liegenden Gießofen mit einem Steigrohr und einer Mündungsöffnung des Steigrohres und mit einer Gießform mit untenliegender Eingußöffnung und mit einem Schieberverschluß für die Eingußöffnung, der einen Durchtrittskanal bildet, der zum Gießen einen im wesentlichen geraden Längsverlauf annimmt.
Gegenüber dem Schwerkraftgießen hat das steigende Gießen den wesentlichen Vorteil eines beruhigten kontrollierten Gießverlaufs. Dadurch wird der Luftblaseneintrag und der Oxidhauteintrag, der mit jeder Verwirbelung der Schmelze beim Gießen einhergeht, vermieden. Bei der Verwendung von Kernpaketen als Gießformen kann hierbei das Ablösen und Mitreißen von Formstoff im Anschnitt und im Gießlauf vermieden werden, das ansonsten zur Minderung der Qualität der GuBstücke führt.
Nachteilig beim steigenden Gießen ist es im allgemeinen, daß der Erstarrungsvorgang von bis zu 15 min Dauer abgewartet werden muß, bevor die gerade gefüllte Gießform entfernt und die nächstfolgende Gießform über den GieBofen gebracht werden kann. Um diesem Nachteil abzuhelfen, ist es bereits vorgeschlagen worden, Gießformen unmittelbar nach dem Niederdruckgießen in der Eingußöffnung zu verschließen und sofort vom Steigrohr zu entfernen.
Aus der CH 415 972 ist es bekannt, Gießformen für das Niederdruckgießen mit einem untenliegenden Abschlußventil und einem darüberliegenden Speiserdrucktopf unterhalb des Formhohlraums zu versehen. Das Abschlußventil besteht aus einer innerhalb eines Eingußkanals liegenden Schieberplatte mit einer Durchtrittsöffnung, die quer gegenüber dem Eingußkanal verschoben wird. Der Speiserdrucktopf weist einen volumenverdrängenden Schieberkolben auf. Obwohl der Speiserdrucktopf beheizbar ist, kann es nach dem Schließen des Abschlußventils in der Durchtrittsöffnung der Schieberplatte zu einem Erstarren der Schmelze kommen, die ein gesondertes Entformen des sich dabei bildenden Pfropfens vor dem nächsten Gießvorgang erfordert.
Aus der US 3,627,018 ist ein Verfahren zur Herstellung von Gußteilen in einer Dauergießform bekannt. Bei dem bekannten Verfahren kommt ein steigendes Gießverfahren zum Einsatz, wobei eine Gießform auf einen Schmelzebehälter aufgesetzt wird, so daß eine durchgehende Verbindung zwischen dem Schmelzebehälter und dem Gießformhohlraum besteht. Nach einer vollständigen Befüllung der Gießform mit Metallschmelze kann die Gießform über einen Stellzylinder in horizontaler Richtung verschoben werden, so daß keine durchgehende Verbindung mehr zwischen dem Schmelzebehälter und der Gießform besteht. Alternativ dazu kann eine horizontal verschiebbare mit einer Öffnung versehene Absperrung vorgesehen sein und die Verbindung zwischen dem Schmelzebehälter und der Gießform durch horizontales Verschieben dieser Absperrung nach Beendigung des Gießvorgangs unterbrochen werden. Nachteilig bei dem aus der US 3,627,018 bekannten Stand der Technik ist, daß vor einem Entfernen der Gießform von dem jeweilig vorgesehenen Verschlußmechanismus abgewartet werden muß, bis die Schmelze zumindest im unteren Bereich der Einfüllöffnung der Gießform erstarrt ist. Dadurch ergibt sich eine langsame Verfahrensabfolge.
Der folgenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der genannten Art weiter zu verbessern. Insbesondere soll erfindungsgemäß die Verfahrensabfolge beim steigenden Gießen/Niederdruckgießen beschleunigt, werden.
Die Lösung liegt in einem Verfahren zum steigenden Gießen/Niederdruckgießen, bei dem zum Absperren im Schieberverschluß zwei unmittelbar aneinander anschließende Öffnungsabschnitte des Durchtrittskanals unmittelbar nach dem Gießen bei noch flüssiger Schmelze in der Eingussöffnung quer zum Längsverlauf des Durchtrittskanals so gegeneinander verschoben werden, daß ein obenliegender Öffnungsabschnitt mit der Eingußöffnung hinterschnittfrei offen verbunden bleibt und ein untenliegender Öffnungsabschnitt mit der Mündungsöffnung des Steigrohres offen verbunden bleibt, wobei die Öffnungsabschnitte vollständig gegeneinander versetzt liegen. Erfindungsgemäß wird die Schmelze innerhalb des oberen Öffnungsabschnitts des Durchtrittskanals spätestens ab dem Verschieben der Öffnungsabschnitte des Durchtrittskanals gegeneinander aktiv gekühlt. Eine entsprechende erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Schieberverschluß auf dem Gießtisch aufgesetzt ist und zwei gegeneinander verschiebbare Platten umfaßt, die jeweils eine Durchtrittsöffnung aufweisen, wobei die Platten zum Gießen mit ihren Durchtrittsöffnungen in Überdeckung bringbar sind und die Platten zum Absperren so gegeneinander verschiebbar sind, daß die Durchtrittsöffnung in der oberen Platte mit der Eingußöffnung hinterschnittfrei offen verbunden ist und die Durchtrittsöffnung in der unteren Platte mit der Mündungsöffnung des Steigrohres offen verbunden ist, während die Abschnitte der Durchtrittsöffnung vollständig gegeneinander versetzt sind. Dabei ist erfindungsgemäß ein Stutzenansatz der Halterung von einem Kühlmittelring in der Halterung umgeben, der mit einer Kühlmittelleitung verbunden ist.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein insbesondere für kleine Gußteile geeignetes Verfahren bereitgestellt, bei dem während aufeinanderfolgender Gießvorgänge ein Trennen des Steigrohrs vom Schieberverschluß nicht erforderlich ist, so daß ein Luftzutritt zum Schmelzespiegel im Steigrohr weitgehend ausgeschlossen werden kann. Um die Verfahrensabfolge zu beschleunigen wirderfindungsgemäß vorgesehen, die Schmelze innerhalb der Eingußöffnung und gegebenenfalls auch innerhalb des oberen Längsabschnitts des Durchtrittskanals spätestens nach dem Absperren, d.h. also dem Verschieben der Längsabschnitte des Durchtrittskanals gegeneinander aktiv zu kühlen. Hierbei kann dann eine Gießform bereits unverzüglich nach dem Erstarren der Schmelze im oberen Längsabschnitt des Durchtrittskanals und in der Eingußöffnung der Gießform vom Schieberverschluß entfernt werden. Ein Erstarren des gesamten Gußstückes muß somit nicht abgewartet werden. Ein Luftzutritt zum Schmelzespiegel im Steigrohr kann insbesondere weitgehend ausgeschlossen werden, wenn nach dem Absperren die Schmelze im Steigrohr nur soweit abgesenkt wird, bis zumindest der untere Längsabschnitt des Durchtrittskanals von Schmelze entleert wird, um ein Ankleben von Schmelze an der oberen Schieberplatte zu vermeiden. Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, daß nach dem Absperren die Schmelze im Steigrohr nur bis geringfügig unter die Mündungsöffnung des Steigrohrs abgesenkt wird und daß das Steigrohr beim Absenken der Schmelze an der Mündungsöffnung mit Schutzgas beaufschlagt wird.
In bevorzugter Ausgestaltung zeichnet sich die Verfahrensführung dadurch aus, daß die Gießform selber als ganzes zusammen mit dem oberen Längsabschnitt des Durchtrittskanals des Schieberorgans verschoben wird.
Um beim vollständigen Erstarren Lunkerbildungen zu vermeiden ist es entweder eine anschließende Aktivdruckaufgabe von oben oder ein Drehen der Gießform um 180° nach dem Abheben vorzuschlagen. Das mühlose Entfernen der Gießform ergibt sich aus der hinterschnittfreien Ausgestaltung des oberen Abschnitts des Durchtrittskanals, indem sich ein leichtentformbarer Zapfen am Gußstück ausbildet. Dies wird dadurch erreicht, daß die Durchtrittsöffnung in der oberen Platte und gegebenenfalls gemeinsam damit die Eingußöffnung der Gießform sich nach oben stetig erweitern, insbesondere eine sich nach oben erweiternde Konizität aufweisen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird so ausgebildet, daß die Platten in einer auf dem Gießtisch befestigten Kassette gehalten sind und die obere Platte in einer in der Kassette verschiebbaren Halterung gehalten ist, auf den die Gießform aufsetzbar ist. Speziell kann diese Halterung in einen in der Kassette geführten Schlitten eingesetzt sein, an dem sie sich federnd abstützt.
(Eine geeignete Gießform hat einen unteren zylindrischen Stutzen, der die Eingußöffnung bildet und der in einen Stutzeneinsatz bzw. eine Stutzenaufnahme in der Halterung für die obere Platte passend einsetzbar ist, die auf die Durchtrittsöffnung in der oberen Platte ausgerichtet ist. Hierbei kann insbesondere die Stirnfläche des zylindrischen Stutzens der Gießform stumpf auf die obere Platte aufsetzbar sein und, sofern das Eigengewicht der Gießform zu gering ist, um eine effektive Abdichtung herzustellen, gegen diese verspannbar sein. Um die Abfolge der Gießvorgänge wie oben genannt zu beschleunigen sind als Kühlvorrichtungen ein Kühlmittelring am Stutzeneinsatz bzw. der Stutzenaufnahme in der Halterung der oberen Platte und eine Kühlkammer unterhalb der oder in der unteren Platte vorgesehen. Die Kühlmittelzuführleitung zum Kühlmittelring muß hierbei elastisch sein, um die Bewegungen des Schlittens bzw. der Halterung ausgleichen zu können. Die Betätigungsvorrichtung für den Schlitten kann unmittelbar an der Kassette angeordnet sein. Die Gießform kann als Dauergießform ausgeführt sein oder auch insgesamt aus Formstoff bestehen. Die Verbindung zwischen Steigrohr und Schieberorgan kann so sein, daß das Steigrohr den Gießtisch in einer Öffnung durchsetzt und sich mit einer Anlageplatte unmittelbar an die feststehende untere Schieberplatte anlegt. Es ist jedoch auch möglich, daß in den Gießtisch eine Angußbuchse fest eingesetzt ist, die die Öffnung im Gießtisch auskleidet und die abdichtend gegen die untere Schieberplatte gespannt ist und daß sich das Steigrohr mit einer Anlageplatte gegen den unteren Rand dieser Angußbuchse anlegt. Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Durchtrittsöffnung in der unteren Platte und gegebenenfalls gemeinsam damit die daran nach unten bis zur Mündung des Steigrohres anschließenden den Durchtrittskanal bildenden Teile sich gemeinsam nach unten stetig erweitern, insbesondere eine sich nach unten erweiternde Konizität aufweisen, damit beim Zurückfallenlassen des Schmelzespiegels im Steigrohr keine Schmelzereste im Durchtrittskanal gefangen werden.
Das Steigrohr kann mit dem Gießofen über eine metallische Faltenbalgverbindung axialelastisch und winkelbeweglich verbunden sein, während der Gießofen höhenbeweglich gehalten ist, um ein Anlegen des Steigrohres am Gießtisch und ein Abtrennen des Steigrohres vom Gießtisch zu ermöglichen. Bei gleichartiger axialelastischer und winkelbeweglicher Verbindung zwischen Gießofen und Steigrohr mittels eines metallischen Faltenbalgs kann auch in kinematischer Vertauschung der Gießtisch höhenbeweglich sein, um das vorgenannte Anlegen und Abtrennen zwischen Steigrohr und Gießtisch zu bewirken.
Soweit vorstehend vom steigenden Gießen/Niederdruckgießen gemäß der Erfindung die Rede ist, bezieht sich die zunächst auf Verfahren und Vorrichtungen, bei denen auf den Schmelzespiegel im abgedichteten Gießofen ein regelbarer Gasdruck aufgegeben wird, der die Schmelze im Steigrohr aufsteigen bzw. zurückfallen läßt. Es sind jedoch daneben auch andere Verfahren und Vorrichtungen eingeschlossen, die die Schmelze im Steigrohr regelbar fördern können, z.B. Magnetpumpenanordnungen am unteren Ende des Steigrohres im GieBofen.
Das steigende Gießen/Niederdruckgießen ist vorstehend auf einen senkrechten Einguß der Gießformen bezogen, woraus sich die entsprechenden Bezeichnungen obere Platte/oberer Abschnitt der Durchtrittsöffnung, untere Platte/unterer Abschnitt der Durchtrittsöffnung ergeben. Der Gegenstand der Erfindung wird jedoch nicht verlassen, wenn Gießformen mit horizontalem Einguß verwendet werden, wobei dann der Begriff "oberer" sinngemäß durch "formseitig" und der Begriff "unterer" sinngemäß durch "steigrohrseitig" zu ersetzen ist, bei horizontal ausgerichteter Durchflußrichtung, jedoch im übrigen unveränderter Geometrie und Kinematik.
Einzelheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert.
Figur 1
zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer ersten Position beim Gießvorgang;
Figur 2
zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Figur 1 in einer zweiten Position beim Erstarrungsvorgang im Anguß.
Die beiden Figuren werden zunächst gemeinsam beschrieben. Auf einem Gießtisch 11, der eine Durchtrittsöffnung 12 hat, ist ein Schieberorgan 13 aufgeschraubt. In die Durchtrittsöffnung 12 des Gießtisches 11 ist eine Angußbuchse 15 eingesetzt, die zugleich einen Anschluß für das nicht dargestellte Steigrohr eines Gießofens bildet. Innerhalb der Angußbuchse 15 ist eine nach unten zum Steigrohr hinterschnittfreie Öffnung 16 vorgesehen. Das Schieberorgan 13 umfaßt eine Kassette 17, die ummittelbar auf den Gießtisch 11 aufgeschraubt ist. Diese Kassette 17 hat ihrerseits eine untere Öffnung 18, die fluchtend mit der vorgenannten Öffnung 16 ist. In die Öffnung 18 ist ein Dichtring 14 eingelegt, der an der AnguBbuchse 15 abdichtend anliegt. In die Kassette 17 ist eine untere Schieberplatte 19 eingelegt. Die untere Schieberplatte 19 ist über ein Druckstück von einer in die Kassette 17 eingedrehten Schraube 21 gehalten. Innerhalb der Kassette 17 ist eine Halterung 22 horizontal verschiebbar gehalten. In die Halterung ist eine obere Schieberplatte 23 eingelegt, die eine obere Durchtrittsöffnung 24 des Schieberorgans aufweist. Die Halterung 22 ist an einem Schlitten 25 angeordnet, der von Führungsschienen 26 in der Kassette 17 gehalten wird. In den Schlitten 25 Druckfederdome 30, 31 eingesetzt, deren Druckzylinder 32, 33 die Halterung 22 so nach unten drücken, daß die Schieberplatten 19, 23 mit Vorspannung aneinander anliegen und in der Kassette 17 anliegen. An der Kassette 17 ist eine Stellzylindereinheit 28 befestigt, die über eine Stange 29 auf den Schlitten 25 einwirkt, so daß die Halterung 22 horizontal in der Kassette 17 verschoben werden kann.
Die untere Schieberplatte 19 hat eine untere Durchtrittsöffnung 20, die obere Schieberplatte 23 hat eine obere Durchtrittsöffnung 24. In koaxialer Zuordnung zur oberen Durchtrittsöffnung 24 hat die Halterung 22 einen Stutzenansatz 34 und der Schlitten 35 eine Stutzenaufnahme 35. In den Stutzenansatz 34 ist ein zusätzlich als vergrößerte Einzelheit dargestellter Kühlririg 36 eingesetzt, der über eine Druckluftleitung 37 mit Kühlluft versorgt werden kann. Der Kühlring 36 hat nach innen gerichtete Luftaustrittsbohrungen 38. In der unteren Schieberplatte 19 ist eine Kühlkammer 39 ausgebildet, die über eine weitere Druckluftleitung 40 mit Kühlluft versorgt wird. In den Stutzenansatz 34 und die Stutzenaufnahme 35 ist eine Gießform 41 mit einem nach unten weisenden Eingußstutzen 42 eingesetzt, der auf der oberen Schieberplatte 23 aufsitzt. Die Gießform 41 wird von einem Deckel 43 abgeschlossen. Der Eingußkanal 44 der Gießform 41 fluchtet mit der oberen Durchtrittsöffnung 24 und ist gemeinsam mit dieser nach oben hinterschnittfrei, insbesondere sich konisch öffnend ausgebildet. Die Gießform 41 kann eine Dauergießform oder eine Sandform oder ein Kernpaket sein.
In Figur 1 ist die Stellung des Schieberorgans 13 zum Gießen dargestellt. Der Schlitten 25 mit der Halterung 22 ist durch den Stellzylinder 28 in seine rechte Position innerhalb der Kassette 17 geschoben. Hierbei liegen die Öffnung 16 in der Angußbuchse 15, die Durchtrittsöffnung 20 in der unteren Platte 19, die Durchtrittsöffnung 24 in der oberen Platte 23 und der Eingußkanal 44 der Gießform 41 fluchtend zueinander. Durch einen Pfeil ist angedeutet, wie Schmelze aus einem Steigrohr der Öffnung 16 in der Angußbuchse 15 zugeführt werden kann, um über die untere Durchtrittsöffnung 20 und die obere Durchtrittsöffnung 24 in der Gießform 41 aufzusteigen, bis diese gefüllt ist. Erst zu diesem Zeitpunkt wird sinnvollerweise begonnen, dem Kühlring 36 Kühlluft zuzuführen.
In Figur 2 ist dargestellt, wie der Schlitten 25 mit der Halterung 21 innerhalb der Kassette 17 durch den Stellzylinder 28 nach Abschluß des Gießvorgangs in die linke Position verschoben ist, wobei die obere Durchtrittsöffnung 24 gegenüber der unteren Durchtrittsöffnung 20 abgeschert ist, so daß keine Verbindung mehr vom Steigrohr zur Gießform besteht. Erst in diesem Zeitpunkt wird sinnvollerweise der Kühlkammer 39 Kühlluft zugeführt, um die Schmelze im jetzt darüberliegenden Eingußkanal 44 erstarren zu lassen. Nach dem schnellen Erstarren der Schmelze im Eingußkanal 44, das durch das Kühlen des Eingußstutzens 42 beschleunigt werden kann, kann die Gießform 41 abgehoben werden, wobei sich der Pfropfen in der oberen Durchtrittsöffnung 24 aufgrund seiner sich nach oben konisch öffnenden hinterschnittfreien Form nach oben leicht entformen läßt. Aus der Öffnung 16 in der Manschette 15 und der Durchtrittsöffnung 20 in der unteren Platte 19 ist die Schmelze durch Druckreduzierung im Steigrohr in dieses zurückgefallen, wie durch einen Pfeil angedeutet. Hierbei öffnet sich die Durchtrittsöffnung zumindest im Bereich der Angußbuchse 15 konisch nach unten bei insgesamt hinterschnittfreiem stetigen Verlauf. Nach dem Entfernen der Gießform wird eine neue Gießform aufgesetzt und die Vorrichtung in die Stellung gemäß Figur 1 zurückgeführt, in der ein weiterer Gießvorgang beginnen kann.
Bezugszeichenliste
11
Gießtisch
12
Durchtrittsöffnung (11)
13
Schieberorgan
14
Dichtung
15
AnguBbuchse
16
Öffnung (15)
17
Kassette
18
Öffnung (17)
19
untere Platte
20
untere Durchtrittsöffnung (19)
21
Schraube
22
Halterung
23
obere Platte
24
obere Durchtrittsöffnung (239
25
Schlitten
26
Führung
27
Stutzenansatz
28
Stellzylinder
29
Stange
30
Federdom
31
Federdom
32
Druckzylinder
33
Druckzylinder
34
Stutzenansatz
35
Stutzenaufnahme
36
Kühlring
37
Druckluftleitung
38
Luftaustrittsöffnung
39
Kühlkammer
40
Druckluftleitung
41
Gießform
42
Eingußstutzen
43
Deckel
44
Eingußkanal/Eingußöffnung

Claims (16)

  1. Verfahren zum steigenden Gießen/Niderdruckgießen - insbesondere von Leichtmetalllegierungen
    mit einem unter einem Gießtisch liegenden Gießofen und einem Steigrohr und einer Mündungsöffnung des Steigrohres und
    mit einer Gießform mit unten liegender Eingießöffnung und
    mit einem Schieberverschluss, der einen Durchtrittskanal bildet, der zum Gießen einen im Wesentlichen geraden Längsverlauf annimmt,
    wobei zum Absperren im Schieberverschluss zwei unmittelbar aneinander anschließende Öffnungsabschnitte des Durchtrittskanals unmittelbar nach dem Gießen bei noch flüssiger Schmelze in der Eingussöffnung quer zum Längsverlauf des Durchtrittskanals so gegegeneinander verschoben werden, dass ein oben liegender Öffnungsabschnitt mit der Eingussöffnung hinterschnittfrei offen verbunden bleibt und ein unten liegender Öffnungsabschnitt mit der Mündungsöffnung des Steigrohres offen verbunden bleibt, wobei die Öffnungsabschnitte gegeneinander vollständig versetzt liegen, und
    wobei die Schmelze innerhalb des oberen Öffnungsabschnitts des Durchtrittskanals spätestens ab dem Verschieben der Öffnungsabschnitte des Durchtrittskanals gegeneinander aktiv gekühlt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Absperren die Schmelze im Steigrohr abgesenkt wird, bis zumindest der untere Öffnungsabschnitt des Durchtrittskanals von Schmelze entleert ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Absprerren, die Schmelze im Steigrohr bis geringfügig unter die Mündungsöffnung des Steigrohres abgesenkt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Steigrohr beim Absenken der Schmelze an der Mündungsöffnung mit Schutzgas beaufschlagt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der oben liegende Öffnungsabschnitt des Durchtrittskanals gemeinsam mit der Eingussöffnung der Gießform gegenüber dem ortsfest an der Mündungsöffnung des Steigrohres gehaltenen unten liegenden Öffnungsabschnitt des Durchtrittskanals verschoben wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gießform selber zusammen mit dem oben liegenden Öffnungsabschnitt des Durchtrittskanals verschoben wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelze innerhalb der Eingussöffnung der Gießform spätestens ab dem Verschieben der Öffnungsabschnitte des Durchtrittskanals gegeneinander aktiv gekühlt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gießform unverzüglich nach dem Erstarren der Schmelze im oberen Öffnungsabschnitt des Durchtrittskanals und in der Eingussöffnung der Gießform vom Schieberverschluss entfernt wird.
  9. Vorrichtung zum steigenden Gießen/Niederdruckgießen - insbesondere von Leichtmetalllegierungen -
    mit einem unter einem Gießtisch liegenden Gießofen mit einem Steigrohr und einer Mündungsöffnung des Steigrohres und
    mit einer Gießform mit unten liegender Eingussöffnung und
    mit einem Schieberverschluss, der einen Durchtrittskanal bildet der zum Gießen einen im Wesentlichen geraden Längsverlauf annimmt,
    wobei der Schieberverschluss (13) auf dem Gießtisch (11) aufgesetzt ist und zwei gegeneinander verschiebbare Platten umfasst, die jeweils eine Durchtrittsöffnung aufweisen, wobei die Platten (19, 23) zum Gießen mit ihren Durchtrittsöffnungen (20, 24) in Überdeckung bringbar sind und die Platten (19, 23) zum Absperren so gegeneinander verschiebbar sind, dass die Durchtrittsöffnung (24) in der oberen Platte (23) mit der Eingussöffnung (44) hinterschnittfrei offen verbunden ist und die Durchtrittsöffnung (20) in der unteren Platte (19) mit der Mündungsöffnung des Steigrohres offen verbunden ist, während die Durchtrittsöffnung (20, 24) vollständig gegeneinander versetzt sind,
    wobei die Platten (19, 23) in einer auf dem Gießtisch befestigten Kassette (17) gehalten sind und die obere Platte (23) in einer in der Kassette (17) verschiebbaren Halterung (22) gehalten ist, auf die die Gießform (41) aufsetzbar ist, und
    wobei die Gießform (41) einen unteren zylindrischen Eingussstutzen (42) hat, der die Eingussöffnung (44) bildet, der in einen Stutzenansatz (34) der Halterung (22) passend einsetzbar ist, der auf die Durchtrittsöffnung (24) in der oberen Platte (23) ausgerichtet ist, und
    wobei der Stutzensansatz (34) der Halterung (22) von einem Kühlmittelring (36) in der Halterung (22) umgeben ist, der mit einer Kühlmittelleitung (37) verbunden ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche des zylindrischen Eingussstutzens (42) auf die obere Platte (23) aufsetzbar und insbesondere gegen diese verspannbar ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass unter oder innerhalb der unteren Platte (19) eine Kühlmittelkammer (39) ausgebildet ist, die mit einer Kühlmittelleitung (40) verbunden ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an der Kassette (17) eine Betätigungsvorrichtung für die Halterung (22) angeordnet ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Halterung (22) einwirkende in der Kassette abgestützte Federmittel (30, 31) vorgesehen sind, die die obere Platte (23) und die untere Platte (19) in vorgespannter Anlage halten.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Steigrohr elastisch nachgiebig im Gießofen aufgehängt ist und der Gießofen gegenüber dem Gießtisch höhenverstellbar ist.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtrittsöffnung (24) in der oberen Platte (23) und gegebenenfalls die Eingussöffnung (44) sich nach oben stetig erweitern, insbesondere eine sich nach oben erweiternde Konizität aufweisen.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtrittsöffnung (20) in der unteren Platte (19) und gegebenenfalls daran nach unten bis zur Mündung des Steigrohres anschließende den Durchtrittskanal bildende Teile sich nach unten stetig erweitern, insbesondere eine sich nach unten erweiternde Konizität aufweisen.
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