NO883628L - Stoepetrakt for smeltet metall. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning for støpning av smeltet metall og som omfatter en støpetrakt for smeltet metall og en overføringsinnretning forbundet med støpetrakten for å føre det smeltede metall fra denne trakt frem til en støpestasjon.

Ved anvendelse av en støpetrakt for tilførsel av smeltet metall til en presisjonsstøpning, sandstøpning eller også ved andre støpeprosesser, spesielt ved nærvær av luft i ikke luftbart støpeutstyr, kan det oppstå problemer i forbindelse med trykkoppbygning i støpeformen, særlig i det tilfelle luft innesluttes i støpeformen av det innstrømmende metall. Støpeformens hulrom har en begrenset kapasitet og det er neppe mulig helt å unngå luft i støpeformen under støpe-prosessen.

Når det er umulig for systemet å slippe ut den innesluttede luft i støpeformen under støpeprosessen, vil trykkoppbyg-ningen i systemet føre til en nedsatt fylningsgrad ved fylning av støpeformens hulrom. I de ugunstigste tilfeller fylles ikke hulrommet fullstendig under støpningen, hvilket fører til feilfylling og overskuddsmaterial. I lettere tilfeller forsinkes fylningstiden, hvilket også kan føre til støpefeil, slik som rifler, dårlig fylling i soner med fine detaljer eller til tynne avsnitt. Dette innebærer da det problem at dyr etterarbeiding kan bli nødvendig eller til og med at støpestykket kan bli fullstendig ubrukelig. Den allerede reduserte strømning ved en sådan trykkoppbygning forringes ytterligere når det foreligger en innsnevring eller områder med begrenset gjennomstrømning, slik som et filter, i systemet, hvilket begge frembringer et metallostatisk overskudds-nivå samt en ikke utluftbar støpetilstand. Filteret av ovenfor angitt art for smeltet metall, slik som f.eks. det kjente keramiske skumfilter som er beskrevet i US-PS 3-962.081, innebærer betydelige fremskritt med hensyn til fjerning av faste legemer fra smeltet metall, således at en fjerning av filteret fra systemet neppe utgjør en tilfredsstillende løs-ning på det foreliggende problem.

Det er derfor et hovedformål for foreliggende oppfinnelse å frembringe en anordning som gjør det mulig å filtrere smeltet metall samtidig som nevnte problem overvinnes i forbindelse med trykkoppbygning i støpeformen på grunn av luft som inne-stenges av dette flytende metall. Det er et ytterligere formål for foreliggende oppfinnelse å frembringe en anordning som kan arbeide effektivt selv når en innsnevring av strøm-ningsbanen foreligger i systemet. Det er også et formål for foreliggende oppfinnelse å frembringe en anordning av ovenfor angitt art og som kan anvendes enkelt, praktisk og rasjonelt innenfor de foreliggende kommersielle rammer.

Oppfinnelsen gjelder således en anordning for støpning av smeltet metall og som omfatter en støpetrakt for metallet samt en overføringsinnretning forbundet med støpetrakten for å føre det smeltede metall fra denne trakt frem til en støpe-stasjon. Anordningen har da som særtrekk i henhold til oppfinnelsen at støpetrakten oppviser minst en utluftningsinnretning på forbindelsestedet mellom støpetrakten og over-føringsinnretningen og som tillater utslipp av den innestengte luft i anordningen på undersiden av støpetrakten.

Det ble funnet at problemet ved trykkoppbygning på grunn av innestengt gass i systemet, vanligvis luft, ble overvunnet ved hjelp av denne anordning. Ved den enkle utførelseform av utluftningsinnretningen ved støpetrakten i henhold til oppfinnelsen blir dens-anvendelse særlig enkel og tjener også til at de problemer som foreligger i forbindelse med en innsnevring i strømningssystemet også forsvinner.

Fortrinnsvis har støpetrakten en oppover vendt åpning for ifylling av det smeltede metall samt en nedover vendt åpen bunndel, som er forbundet med overføringsinnretningen, idet bunndelen har mindre tverrsnitt enn overdelen, og traktens tverrsnitt innsnevres fra overdelen til bunndelen. En filtreringsinnsats for smeltet metall, fortrinnsvis et keramisk skumfilter som beskrevet ovenfor, kan være anordnet i støpetrakten. Fortrinnsvis innsettes filtreringsinnsatsen på sådan måte i bunndelen at hele strømmen av smeltet metall må passere filteret og en omfattende fjerning av faststoffer da finner sted. En formelastisk omkretspakning kan være anordnet langs filterets ytterkant. Filtreringsinnsatsen er således tettende innpasset i støpetrakten for derved å hindre et gjennomløp av smeltet metall forbi filteret. Innenfor rammen av foreliggende oppfinnelse kan naturligvis flere utluftningsinnretninger være anordnet, hvilket forbedrer utslippet av innestengt luft.

Oppfinnelsen vil nå bli nærmere omtalt under henvisning til de vedføyde tegninger, hvorpå: Fig. 1 viser skjematisk en typisk metallstøpeprosess sett fra siden. Fig. 2 er en grafisk fremstilling av støpeformens fylningstakt som funksjon av tiden. Fig. 3a, 3b og 3c viser sett fra siden støpetrakter i henhold til foreliggende oppfinnelse. Fig. 4a og 4b er sideoppriss av alternative utførelseformer av støpetrakten i henhold til foreliggende oppfinnelse. Fig. 5 viser en typisk støpetrakt i henhold til oppfinnelsen sett ovenfra og utstyrt med flere utluftningsinnretninger.

En typisk støpeprosess med smeltet metall er vist skjematisk i fig. 1. Et forråd 10 av smeltet metall 11 kan f.eks., slik som vist, helles ovenfra ned i trakten. Det kan også være anordnet et bunninnløp eller en innhelling direkte fra smelteovnen. Fra forrådet 10 av smeltet metall fylles støpetrakten 12 og tjener da som reservoar for smeltet metall til overføringsinnretningen 13, som på sin side er forbundet med støpetrakten. Overføringsinnretningen 13 for det smeltede metall kan bestå av en eller flere tilførselskanaler 14, som i sin tur fører til en eller flere renner 15 og endelig betjener en eller flere støpeåpninger (ikke vist). Montering, størrelse og antall av disse elementer vil naturligvis variere fra støpning til støpning.

Det vil lett erkjennes at det beskrevne system kan svikte med hensyn til utslipp av den innestengte luft i støpeformen, og dette kan da føre til en trykkstigning i systemet og de inn-ledningsvis beskrevne problemer. Støpeformens fylningstakt som funksjon av tiden er vist skjematisk i fig. 2, som viser den innledende tidsforsinkelse (A) på grunn av den metallo-statiske nivåstigning, fulgt av en stigning i støpeformens fylningstakt inntil den sterke trykkstigning i selve formen fører til en synkende fylningstakt (B) for støpeformen. Fylningstakten for støpeformen kan da enten flate ut (C), falle ytterligere, eventuelt opphøre fullstendig eller atter stige når trykket kan avlastes. Som det videre er angitt ovenfor, kan problemet i forbindelse med utilstrekkelig fylningstakt for støpeformen ytterligere øke når det foreligger en innsnevring eller et keramisk skumfilter i systemet.

Som angitt ovenfor, er det funnet at dette problem kan elimineres i henhold til foreliggende oppfinnelse ved å anordne utluftningsinnretninger på støpetrakten i berørings-punktet mellom denne og overføringsinnretningen for det smeltede metall, rdet dette tillater utslipp av innesluttet metall på nedstrømssiden av støpetrakten. Fig. 3 til 5 viser typiske utførelseformer av foreliggende oppfinnelse.

Fig. 3A viser støpetrakten 12 med oventil åpen overdel 12a som opptar det smeltede metall og en nedentil åpen bunndel 12b med mindre tverrsnitt enn overdelen. Som det fremgå av fig. 3A smalner støpetrakten 12 av fra overdelen 12a til bunndelen 12b. Et keramisk skumfilter 20 er anordnet inne i bunndelen 12b av støpetrakten. Filteret ligger i strømnings-banen for det smeltede metall, således at hele mengdestrømmen av det smeltede metall må passere det keramiske filter for fjerning av eventuelle partikler i smeiten. Det keramiske skumfilter .i henhold til fig. 3a er til sin art allerede beskrevet i det allerede omtalte US-PS 3.962.081. Innsnev-ringen, som her utgjøres av filteret, kan imidlertid også utgjøres av en annen innskrenkning av smeltestrømmen, f.eks. et annet filter, en sikt eller en innsnevring av strømnings-tverrsnittet. En formelastisk pakning 21 er anordnet omkring filteret 20 langs dets ytterkant. Denne pakning har som formål å avtette filteret mot støpetrakten for derved å forhindre et gjennomløp av metall forbi filteret, samt for å sikre at alt smeltet metall strømmer gjennom filteret og en tettende filterinnbygning oppnås. En formelastisk tetning er særlig fordelaktig, da den eliminerer innbygningsproblemer for filteret på grunn av størrelse- og målforandringer under varmeutvidelse mellom filteret og trakten, hvilket fører til høye mekaniske påkjenninger på filter- eller traktkomponent-ene eller begge disse. Valget av denne spesielle pakning avhenger naturligvis av den tilsiktede anvendelse. For høy-temperaturanvendelser, slik som stålfiltrering, er således rene oksydfibre, slik som zirkonoksyd- eller aluminiumoksyd-fibre, best egnet, mens f.eks. aluminosilikatfibre er særlig egnet for anvendelse ved lavere temperaturer. Som vist i fig. 3A foretrekkes likeledes et avskrånet filter langs filterkantene og tilpasset støpetraktkonturen for lettere innbygning i trakten.

v

Utluftningen 30 i henhold til oppfinnelsen er anordnet på støpetrakten 12. Ved den viste utførelseform i fig. 3A er utluftingen anordnet inne i støpetraktens vegg og strekker seg gjennom traktbunnen 12b for å danne forbindelse med støpekanalen. I den viste utførelseform i fig. 3B er en utluftningsinnretning 30 i form av en eller flere gjennom-gående røravsnitt festet til eller innpasset i innsiden av støpetraktens vegg. Fig. 3C viser en utluftningsinnretning 30 som er opprettet ved hjelp av en eller flere gjennomgå-ende røravsnitt som er festet til eller inngår i utsiden av støpetraktens vegg, for å bringes i forbindelse med støpe-kanalen. Utførelseformen i henhold til fig. 3B utnytter et keramisk filter 20a av et ekstrudert keramisk material, mens utførelsen i henhold til fig. 3C anvender et keramisk skumfilter 20, slik det også er tilfellet i fig. 3A. I begge tilfeller anvendes et tetningsmaterial 21 langs filter-legemets sidekant. Fig. 4A og 4B viser forbedrede støpetrakter 16 som omfatter en åpen overdel 16a samt en åpen bunndel 16b, hvor bunndelen har mindre tverrsnitt enn overdelen. Den åpne bunndel 16b omfatter en innover rettet flens 17, som tjener som avstøt-ende eller bærende flate for filteret 20a av type ekstrudert keramisk material. Fig. 4a omfatter en støpetrakt med en hovedsakelig loddrett utformet bunndel 18 for enkel anordning av et hovedsakelig rektangulært filter, mens fig. 4B viser en støpetrakt med skrått forløpende vegg, slik som i fig. 3. Fig. 5 viser en planskisse av en støpetrakt 12 med 4 ytre innkjervinger 30 utført som utluftningsinnretninger. Det nøyaktige antall av utluftningsinnretninger vil naturligvis variere i samsvar med de krav som stilles til støpetrakten. For presisjonsstøpning kan innkjervingene være fylt med voks, som senere smeltes bort etter dannelsen av formen. Uten innkjervinger kan en utluftningsinnretning for presisjons-støpning utformes ved feste av voks på traktens overflate, før formen dannes.Y-I visse tilfeller kan det være ønskelig å kontrollere strømningen i et utluftningssystem. I dette tilfelle kan en begrensende åpning eller lignende regulerings-innretninger inngå i systemet.

Claims (12)

1. Anordning for støpning av smeltet metall og som omfatter en støpetrakt for metallet samt en overføringsinnretning forbundet med støpetrakten for å føre det smeltende metall fra denne trakt frem til en støpestasjon, karakterisert ved at støpetrakten oppviser minst en utluftingsinnretting på forbindelsesstedet mellom støpetrakten og overføringsinnretningen og som tillater utslipp av den innestengte luft i anordningen på undersiden av støpetrakten.

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at overføringsinnretningene oppviser minst en støpekanal og minst en avstikksrenne.

3. Anordning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at støpetrakten omfatter en oventil åpen overdel for opptak av det smeltede metall samt en nedentil åpen bunndel som er tilsluttet overføringsinnret-ningene, idet den nedentil åpne bunndel oppviser et mindre tverrsnitt enn den åpne overdel.

4. Anordning som angitt i krav 1 til 3, karakterisert ved at støpetrakten smalner av fra den oventil åpne overdel mot den nedentil åpne bunndel.

5. Anordning som angitt i krav 1 til 4, karakterisert ved at stø petrakten inneholder en filtreringsinnretning som er anordnet på sådan måte i den åpne bunndel at den samlede mengde smeltet metall må passere denne filterinnretning.

6. Anordning som angitt i krav til 5, karakterisert ved at filterinnretningen er utstyrt med en formelastisk omkretspakning mot støpetrakten, og som avtetter filterinnretningen mot trakten for å unngå et metallgjennomløp forbi filteret.

7. Anordning som angitt i krav 1 til 6, karakterisert ved at utluftningsinnretningen er anordnet inne i støpetraktens vegg.

8. Anordning som angitt i krav 1 til 6, karakterisert ved at utluftningsinnretningen er anordnet i det indre av støpetrakten.

9. Anordning som angitt i krav 1 til 6, karakterisert ved at utluftningsinnretningen er anordnet på utsiden av støpetrakten.

10. Anordning som angitt i krav 1 til 9, karakterisert ved at den omfatter flere sådanne utluftningsinnretninger.

11. Anordning som angitt i krav 1 til 10, karakterisert ved at den åpne bunndel omfatter en innover ragende flens som opptar filteret for smeltet metall.

12. Anordning som angitt i krav 1 til 11, karakterisert ved at en del av den åpne bunndel har et rektangulært tverrsnitt for opptak av filteret.

13- Anordning som angitt i krav 1 til 12, karakterisert ved at utluf tingsinnretningen omfatter indre støpetraktrør.