WO2010043222A2 - Vorrichtungen und verfahren zur herstellung polylegierter schmuckgegenstände - Google Patents

Vorrichtungen und verfahren zur herstellung polylegierter schmuckgegenstände Download PDF

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D31/002—Cleaning, working on castings
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    • B25B5/00—Clamps
    • B25B5/14—Clamps for work of special profile
    • B25B5/147—Clamps for work of special profile for pipes

Definitions

  • Metal alloys are well known in the art and are practiced in a variety of industries. So z. B. in DD 294 412 A5 a dental prosthetic sprue method for reducing the cost described.
  • a secondary part made of metal is cast on a primary part made of metal.
  • the primary part used is an oxide-forming metal alloy.
  • the sprue surface is alloyed with a reducing metal oxide prior to casting. It is z. B. boron silicon or phosphorus diffused into the surface of the primary part.
  • DE 10 2005 051 010 A1 describes a method and a device for casting a metallic component against a stump component.
  • the stump component is heated by means of an inductor in the region of the sprue surface before casting the molten metal.
  • the method includes the steps of providing a gate surface of the stump member, placing a casting mold on the stump member, casting a molten metal on the stump member in the region of a molten zone of the gate, placing an inductor in the area of the gate of the stub member, and heating the stump in the area of the gate prior to casting.
  • the document DE 753 987 describes a device for casting machine parts using two superimposed graphite crucibles, of which the upper serves as a crucible, the lower one as a casting mold. Both crucibles are in a completely sealed oven accommodated by means of a housing provided with graphite cover.
  • the graphite cover is advantageously pressed by means of a lid made of the same metal as the housing on the edge of the upper crucible.
  • the object of the invention is to provide devices for mechanical processing and the casting process and method for producing poly-alloy jewelry items.
  • the conditions are created that jewelry items from at least two different metal alloys can be produced while a design is created, as if the jewelry item made of a cast.
  • rings can be produced by the invention, which not only have different designs on the outer circumference, but that the base ring z. B. of a platinum alloy and on the outer circumference z. B. pyramid tips are arranged from gold alloys, while the ring gives the appearance as if the ring was made of a cast.
  • the invention can also produce semi-finished products according to the invention, such as sheets or tubes, and metal housing parts or metal housing.
  • Jewelery rings can also be machined off-center mechanically. So z. B. after the investment casting of the base ring, the cast crust are mechanically removed. The set starting position of the base ring is set and used again and again over the individual processing stages. The so-called ring and Guss technique vinegar is used in the holding and processing device and in the crucible device.
  • the crucible device enables the manufacturing process of a sprue of a second metal alloy or more Sprues of several metal alloys.
  • the second metal alloy has a lower melting point for the first metal alloy.
  • mechanical processing of the ring is necessary again and again. Both devices are therefore necessary in exchange for the production of poly-alloyed jewelry rings.
  • the surrounding material can be heated more homogeneously to operating temperature. Overheating and the associated melting of fine
  • FIG. 1 shows the side view of the clamping part of the holding
  • Fig. 2 is a side view of the clamping and fitting part of
  • FIG. 3 shows the side view of the ring and casting receiving piece
  • FIG. 4 shows the sectional view of the clamping part of the holding and processing device
  • Fig. 7 shows the side view of the main body of
  • Fig. 8 is a side view of the fit and threaded bolt of
  • Fig. 9 shows the side view of the forming chamber body of
  • Fig. 10 shows the side view of the spacer and sealing ring of
  • Fig. 12 is a sectional view of the main body of
  • Fig. 13 is a sectional view of the fit
  • Fig. 18 is a sectional view of the crucible of
  • Fig. 19 shows the top view of the heating cell
  • Fig. 20 is a sectional view through the heating cell
  • Fig. 21 is a schematic sectional view of the vacuum-casting plant with a crucible device
  • Fig. 22 is a schematic sectional view of the vacuum-casting plant with crucible and heating cell.
  • the holding and processing device consists of a rotationally symmetrical clamping and centering unit 1.
  • This centering unit again consists of a clamping part 2 with an auxiliary surface 4.4 for aligning for clamping in a mechanical processing machine and a centering part 3 with a centering nose 4.3 and 4.1 an internal thread 4.2 for receiving a clamping and fitting part 5 with a corresponding external thread 5.3 to the internal thread 4.2 and 5.2 corresponding fit to the inner fit 4.1 of the centering part 3.
  • the clamping and fitting part 5 has at the upper end a centering chamfer 5.1.
  • Zentrierfase 5.1 of the clamping and fitting part 5 is a ring and Guss technique Skype 6 between the clamping and centering unit 1 and the clamping and fitting part 5 can be centered and locked.
  • the centering nose engages 4.3 in the receiving groove 6.2 of the ring and Gusssuit Publishedes 6 and the two chamfers 5.1 and 6.1 are adjacent.
  • the crucible device consists of a rotationally symmetrical hollow body 12 as the base body 12 of the crucible device with a fitting bore 12.2 and an internal thread 12.1 for receiving a fitting and threaded bolt 13.
  • the fitting and threaded bolt 13 has at its lower end a hexagon 8.1 and then a lower external thread 13.1, which with the internal thread
  • the main body 12 corresponds.
  • a rotationally symmetrical forming chamber body 14 with a shaping chamber 14.2 for receiving a spacer and sealing ring 15, a ring and Gusssuit Culture 6 and in the bottom of the forming chamber 14.2 a through hole as a fit 14.1 for the fit of the 13.2 match and threaded bolt thirteenth arranged.
  • the hexagon 8.1 allows the screwing together of the main body 12 with the fit and threaded bolt 13.
  • This hexagon 11.1 allows the attachment of the crucible 16 on the mating and threaded bolt thirteenth
  • the spacer and sealing ring 15 spaced the ring and Guss technique streams 6 from the bottom of the forming chamber 14.2. Furthermore, the spacer and sealing ring 15 is within the ring and Gussability publishedes 6, wherein the outer diameter
  • the spacer and sealing ring 15 has a fit 15.1 for centering the spacer and sealing ring 15 on the fit 13.2 of the fitting and threaded bolt 13 for centering and sealing and a through hole 15.2 for the mating and threaded bolt 13.
  • the spacer and sealing ring 15th So still takes on the task of shielding the molten metal inside the ring and Guss technique Publishedes 6 and to the other components of the crucible device. All items of the crucible device are held together by the fit and threaded bolts 13.
  • Gating can be made, that is, it can be a second metal alloy to a first cast and then a third.
  • Cast receiving piece 6 made, which is molded by investment casting into a metal alloy. Subsequently, the base ring 6 is mounted in a holding and processing device in a starting position and removed the cast crust mechanically. This starting position is set again and again in all subsequent mechanical machining operations. The thus processed base ring 6 is then firmly positioned in the forming chamber body 14 of a crucible device. For this purpose, a spacer and sealing ring 15 is used, which centered and seals with its fit 15.1 the ring and Gusstext Cit 6. On the ring and casting receptacle piece 6 presses the crucible 16. Through the fit and threaded bolts 13, all parts are held together in the crucible device.
  • the complete Crucible preparation with the ring and casting receptacle 6 and the cast alloy in the crucible 16 is heated to the melting temperature of the cast alloy in a vacuum casting machine 21. After reaching the melting temperature, the crucible device is tilted and the melt can now flow over the spout 11.2 of the crucible 16 down into the forming chamber 14.2 around the ring and Gusssuit Marie 6, the heat is switched off and after cooling of the completed ring this taken from the forming chamber 14.2 and mounted for mechanical further and final work again in the holding and processing device in the starting position.
  • the pivotable vacuum casting machine 21 next to a crucible 17 still has a
  • Heating cell 20 This heating cell 20 is equipped inside with a graphite - mold core 20.1 and a surrounding graphite heat core 20.2.
  • the graphite heat core 20.2 encloses a cooling coil 20.3, which in turn is surrounded by an insulating body 20.4.
  • At the inner edge of the insulating body 20.4 is an electric heating coil 20.5.
  • Above and below the graphite core 20.2 is up to the outer edge of the
  • Insulating body 20.4 another insulating body 20.4 as a lid and bottom, but without heating coil 20.5, provided.
  • a filling cone is 20.6 provided with a connection to the graphite - mold core 20.1.
  • the prefabricated parts from the material to be filled are placed in the graphite mold core 20. 1 and then introduced into the graphite heat core 20. 2 of the heating element 20 permanently mounted in the vacuum casting installation 21. Afterwards, the vacuum casting machine is closed and after repeated flushing with inert gas, the oxygen is evacuated. The heating cell 20 is heated to operating temperature in the next step. When the operating temperature has been reached, the opposite induction coil switches with the inserted crucible 17, which was previously filled with melted material. After reaching the casting temperature of the melt, the complete vacuum caster 21 is pivoted so that the liquid material can flow through the spout of the crucible 17 into the filling cone 20.6 of the heating cell 20. The material enclosed by graphite and fixed is thereby enveloped by the liquid melt. When the final mold filling is achieved, a cooling process is initiated. In this case, a cooling medium flows through the cooling coil 20.3, which receives and removes the heat from the graphite heat core 20.2 and the graphite core 20.1.
  • the vacuum casting machine 21 can be opened and the cooled graphite mold core 20.1 can be removed with the cast jewelery element.

Abstract

Aufgabe der Erfindung ist es, Vorrichtungen zur mechanischen Bearbeitung und zum Gussverfahren und Verfahren zur Herstellung polylegierter Schmuckgegenstände zu schaffen. Beim Verfahren zur Herstellung polylegierter Schmuckgegenstände werden mindestens zwei Metalllegierungen unterschiedlicher Schmelztemperatur größer 50° Kelvin in einem zeitlich gestaffelten Gussverfahren miteinander verbunden, wobei mit der höchst schmelzenden Legierung ein erster Schmuckgegenstand gegossen wird, anschließend dieser mechanisch bearbeitet wird und in einem dritten Arbeitsschritt an dem erkalteten ersten Schmuckgegenstand mittels Vakuumgießtechnik eine zweite Metalllegierung angegossen wird und nach dem Erkalten des kombinierten Schmuckgegenstandes eine mechanische Endbearbeitung erfolgt. Zur Durchfϋhrung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von polylegierten Schmuckringen in beliebiger geometrischer Außenform werden Vorrichtungen benötigt, eine Halte- und Bearbeitungsvorrichtung und eine Tiegelvorrichtung. In einer weiteren Variante wird eine schwenkbare Vakuum-Gießanlage mit einem Schmelztiegel und einer Heizzelle verwendet. Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Schmuckwarenindustrie.

Description

Vorrichtungen und Verfahren zur Herstellung polylegierter Schmuckgegenstände
Vorrichtungen und Verfahren zur Herstellung polylegierter Schmuckgegenstände insbesondere von Schmuckringen.
Das Angussverfahren von Metalllegierungen an
Metalllegierungen ist allgemeiner Stand der Technik und wird in den verschiedensten Branchen praktiziert. So wird z. B. in der DD 294 412 A5 ein zahntechnisch-prothetisches Angussverfahren zur Senkung der Herstellungskosten beschrieben. Hier wird an ein Primärteil aus Metall ein Sekundärteil ebenfalls aus Metall angegossen. Als Primärteil wird eine oxidbildende Metalllegierung verwendet. Die Angussoberfläche wird vor dem Anguss mit einem reduzierenden Metalloxid legiert. Es wird z. B. Bor. Silizium oder Phosphor in das Oberflächengitter des Primärteils eindiffundiert.
Weiterhin wird in der DE 10 2005 051 010 Al ein verfahren und eine Vorrichtung zum Angießen eines metallischen Bauteils an ein Stumpfbauteil beschrieben. Hier wird das Stumpfbauteil mittels eines Induktors im Bereich der Angussfläche vor dem Angießen der Metallschmelze erwärmt. Das Verfahren beinhalte die Schritte Bereitstellen einer Angussfläche des Stumpfbauteils , Anordnen einer Gießform an dem Stumpfbauteil , Angießen einer Metallschmelze an das Stumpfbauteil im Bereich einer Schmelzzone der Angussfläche, Anordnen eines Induktors im Bereich der Angussfläche des Stunpfbauteils und Erwärmen des Stumpfbauteils im Bereich der Angussfläche vor dem Angießen.
In der Schrift DE 753 987 wird eine Vorrichtung zum Angießen von Maschinenteilen unter Verwendung zweier übereinander angeordneter Graphittiegel, von denen der obere als Schmelztiegel, der untere als Gießform dient, beschrieben. Beide Tiegel sind in einem vollkommen abgeschlossenen Ofen mittels eines mit Graphitabdeckung versehenen Gehäuses untergebracht. Die Graphitabdeckung wird vorteilhaft mittels eines Deckels aus dem gleichen Metall wie das Gehäuse auf den Rand des oberen Tiegels gepresst.
Aufgabe der Erfindung ist es, Vorrichtungen zur mechanischen Bearbeitung und zum Gussverfahren und Verfahren zur Herstellung polylegierter Schmuckgegenstände zu schaffen.
Mit der Erfindung werden die Voraussetzungen geschaffen, das Schmuckgegenstände aus mindestens zwei unterschiedlichen Metalllegierungen herstellbar sind und dabei ein Design geschaffen wird, als wäre der Schmuckgegenstand aus einem Guss hergestellt. Insbesondere bei der Herstellung von Schmuckringen können durch die Erfindung auch Ringe hergestellt werden, die am Außenumfang nicht nur unterschiedlichste Gestaltungen besitzen, sondern dass der Grundring z. B. aus einer Platinlegierung und am Außenumfang z. B. Pyramidenspitzen aus Goldlegierungen angeordnet sind und dabei der Ring den Anschein erweckt, als wäre der Ring aus einem Guss hergestellt. Mit der Erfindung lassen sich jedoch auch erfindungsgemäße Halbzeuge, wie Bleche oder Rohre, und Metallgehäuseteile oder Metallgehäuse herstellen.
Mit der Halte- und Bearbeitungsvorrichtung können
Schmuckringe auch außermittig mechanisch bearbeitet werden. So kann z. B. nach dem Feinguss des Grundringes die Gusskruste mechanisch entfernt werden. Die dabei eingestellte Ausgangslage des Grundringes wird über die einzelnen Bearbeitungsstufen immer wieder eingestellt bzw. genutzt. Das sogenannte Ring- und Gussaufnahmestück wird dabei in der Halte- und Bearbeitungsvorrichtung und in der Tiegelvorrichtung genutzt.
Die Tiegelvorrichtung ermöglicht das Herstellungsverfahren eines Angusses einer zweiten Metalllegierung oder mehrere Angüsse mehrerer Metalllegierungen. Die zweite Metalllegierung besitzt aber zur ersten Metalllegierung einen niedrigeren Schmelzpunkt. Dazwischen sind immer wieder mechanische Bearbeitungen des Ringes notwendig. Beide Vorrichtungen sind also im Wechsel zur Herstellung polylegierter Schmuckringe notwendig.
Durch die Einbringung des zu verfüllenden Materials in einem Graphit - Formkern wird während des Erwärmens eine reduzierende Atmosphäre um das Material gebildet, welche durch das Spülen mit Schutzgas und dem anschließenden evakuieren noch weiter verbessert wird. Somit ist es möglich das Metall gegen eine bei Wärmezufuhr auftretende Oxidationsbildung abzuschirmen. Die so geschaffenen Bedingungen ermöglichen den beiden Metallen sich sauber und flächendeckend ohne störende Oxidschicht dauerhaft zu verbinden.
Mit Verwendung von Strahlungswärme lässt sich das umfließende Material homogener auf Betriebstemperatur erwärmen. Eine Überhitzung und die damit verbundene Aufschmelzung von feinen
Konturen, wie sie bei der Verwendung von Induktionsfeldern vorkommt, ist somit ausgeschlossen.
Bei der Verwendung einer Vakuum -Gießanlage mit einem Schmelztiegel und einer Heizzelle können größere und voluminösere, polylegierte Schmuckgegenständer hergestellt werden .
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsverfahrens der Schmuckringherstellung sind in den Ansprüchen 6 und 7 aufgeführt. Bei der Weiterbildung nach Anspruch 6 können mehrere Angussverfahren mit unterschiedlichen Metalllegierungen hintereinander erfolgen, mit dem Ergebnis, dass der Ring z. B. aus drei unterschiedlichen Materialien besteht. Nach Anspruch 7 wird vorteilhaft als Wärmequelle ein elektrisches Induktionsfeld genutzt. Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den
Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 die Seitenansicht des Einspannteils der Halte- und
BearbeitungsVorrichtung,
Fig. 2 die Seitenansicht des Spann- und Passungsteils der
Halte- und Bearbeitungsvorrichtung,
Fig. 3 die Seitenansicht des Ring- und Gussaufnahmestückes, Fig. 4 die Schnittdarstellung des Einspannteils der Halte- und Bearbeitungsvorrichtung,
Fig. 5 die Schnittdarstellung des Spann- und Passungsteils der Halte- und Bearbeitungsvorrichtung,
Fig. 6 die Schnittdarstellung des Ring- und Gussaufnahmestückes,
Fig. 7 die Seitenansicht des Grundkörpers der
TiegelVorrichtung,
Fig. 8 die Seitenansicht des Passungs- und Gewindebolzens der
TiegelVorrichtung, Fig. 9 die Seitenansicht der Formgebungskammerkörper der
TiegelVorrichtung,
Fig. 10 die Seitenansicht des Distanz- und Dichtringes der
TiegelVorrichtung,
Fig. 11 die Seitenansicht des Tiegels der Tiegelvorrichtung, Fig. 12 die Schnittdarstellung des Grundkörpers der
Tiegelvor r ichtung,
Fig. 13 die Schnittdarstellung des Passungs- und
Gewindebolzens der Tiegelvorrichtung,
Fig. 14 die Schnittdarstellung der Formgebungskammerkörper der Tiegelvorrichtung,
Fig. 15 die Schnittdarstellung des Distanz- und Dichtringes der Tiegelvorrichtung,
Fig. 18 die Schnittdarstellung des Tiegels der
Tiegelvorr ichtung, Fig. 19 die Draufsicht auf die Heizzelle,
Fig. 20 eine Schnittdarstellung durch die Heizzelle, Fig. 21 eine Prinzipschnittdarstellung der Vakuum -Gießanlage mit einer Tiegelvorrichtung und
Fig. 22 eine Prinzipschnittdarstellung der Vakuum -Gießanlage mit Schmelztiegel und Heizzelle. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur
Herstellung von polylegierten Schmuckringen in beliebiger geometrischer Außenform werden zwei Vorrichtungen benötigt, eine Halte- und Bearbeitungsvorrichtung und eine Tiegelvorrichtung, die untereinander Teilelemente, wie z. B. das Ring- und Gussaufnahmestück 6 gemeinsam nutzen.
Die Halte- und Bearbeitungsvorrichtung besteht aus einer rotationssymmetrischen Einspann- und Zentriereinheit 1. Diese Zentrier einheit besteht wiederum aus einem Einspannteil 2 mit einer Hilfsflache 4.4 zum Ausrichten für das Einspannen in eine mechanische Bearbeitungsmaschine und einem Zentrierteil 3 mit einer Zentriernase 4.3 und einer Innenpassung 4.1 und einem Innengewinde 4.2 zur Aufnahme eines Spann- und Passungsteiles 5 mit einem korrespondierenden Außengewinde 5.3 zu dem Innengewinde 4.2 und korrespondierender Passung 5.2 zu der Innenpassung 4.1 des Zentrier teils 3. Das Spann - und Passungsteil 5 besitzt am oberen Ende eine Zentrierfase 5.1. Durch diese Zentrierfase 5.1 des Spann- und Passungsteils 5 ist ein Ring- und Gussaufnahmestück 6 zwischen der Einspann- und Zentriereinheit 1 und dem Spann- und Passungsteil 5 zentrierbar und arretierbar. Hierbei greift die Zentriernase 4.3 in die Aufnahmenut 6.2 des Ring- und Gussaufnahmestückes 6 und die beiden Fasen 5.1 und 6.1 liegen aneinander .
Die Tiegelvorrichtung besteht aus einem rotationssymmetrischen Hohlkörper 12 als Grundkörper 12 der Tiegelvorrichtung mit einer Passungsbohrung 12.2 und einem Innengewinde 12.1 zur Aufnahme eines Passungs- und Gewindebolzens 13. Der Passungs- und Gewindebolzen 13 besitzt an seinem unteren Ende einen Sechskant 8.1 und anschließend ein unteres Außengewinde 13.1, welches mit dem Innengewinde
12.1 des Grundkörpers 12 korrespondiert und wiederum anschließend eine Passung 13.2 besitzt, die mit der Passung
12.2 des Grundkörpers 12 korrespondiert. Über dem Grundkörper 12 ist ein rotationssymmetrischer Formgebungskammerkörper 14 mit einer Formgebungskammer 14.2 zur Aufnahme für einen Distanz- und Dichtring 15, einem Ring- und Gussaufnahmestück 6 und im Boden der Formgebungskammer 14.2 ein Durchgangsloch als Passung 14.1 für die Passung 13.2 des Passungs- und Gewindebolzens 13 angeordnet. Der Sechskant 8.1 ermöglicht das Zusammenschrauben des Grundkörpers 12 mit dem Passungs¬ und Gewindebolzen 13.
Über der Formgebungskammer 14.2 ist ein Hohlraum 14.3 zur Aufnahme eines Tiegels 16 mit einem Innengewinde 16.1 in Korrespondenz mit einem oberen Außengewinde 13.3 des Passungs- und Gewindebolzens 13, einer Schmelzkammer 16.2 mit einem Ausguss 11.2 und einem Sechskant 11.1 vorgesehen. Dieser Sechskant 11.1 ermöglicht die Befestigung des Tiegels 16 auf dem Passungs- und Gewindebolzen 13.
Der Distanz- und Dichtring 15 beabstandet das Ring- und Gussaufnahmestück 6 vom Boden der Formgebungskammer 14.2. Weiterhin liegt der Distanz- und Dichtring 15 innerhalb des Ring- und Gussaufnahmestückes 6, wobei der Außendurchmesser
15.3 aufgrund seiner Passung zum Innendurchmesser 6.3 des Ring- und Gussaufnahmestückes 6 abdichtend wirkt. Der Distanz- und Dichtring 15 besitzt eine Passung 15.1 zum zentrieren des Distanz- und Dichtringes 15 an der Passung 13.2 des Passungs- und Gewindebolzens 13 zum Zentrieren und Abdichten und ein Durchgangsloch 15.2 für den Passungs- und Gewindebolzen 13. Der Distanz- und Dichtring 15 übernimmt also noch die Aufgabe der Abschirmung der Metallschmelze im Inneren des Ring- und Gussaufnahmestückes 6 und zu den anderen Bauteilen der Tiegelvorrichtung. Alle Einzelteile der Tiegelvorrichtung werden durch den Passungs- und Gewindebolzen 13 zusammengehalten.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung polylegierter Schmuckgegenstände werden mindestens zwei
Metalllegierungen unterschiedlicher Schmelztemperatur größer
50° Kelvin in einem zeitlich gestaffelten Gussverfahren miteinander verbunden, wobei mit der höchst schmelzenden Legeierung ein erster Schmuckgegenstand gegossen wird, anschließend dieser mechanisch bearbeitet wird und in einem dritten Arbeitsschritt wird an dem erkalteten ersten Schmuckgegenstand mittels Vakuumgießtechnik eine zweite Metalllegierung angegossen. Nach dem Erkalten des kombinierten Schmuckgegenstandes erfolgt anschließend eine mechanische Bearbeitung. Es können auch mehrere
Angussschritte vorgenommen werden, dass heißt, es kann eine zweite Metalllegierung an eine erste angegossen werden und dann noch eine dritte.
Bei dem Verfahren zur Herstellung polylegierter Schmuckringe wird in einem ersten Verfahrensschritt ein formgenaues Wachsmodell eines Grundringes 6 als Ring- und
Gussaufnahmestück 6 hergestellt, welches mittels Feinguss in eine Metalllegierung abgeformt wird. Anschließend wird der Grundring 6 in einer Halte- und Bearbeitungsvorrichtung in einer Ausgangslage montiert und die Gusskruste mechanisch abgetragen. Diese Ausgangslage wird in allen späteren mechanischen Bearbeitungsgängen immer wieder eingestellt. Der so bearbeitete Grundring 6 wird anschließend in der Formgebungskammerkörper 14 einer Tiegelvorrichtung fest positioniert. Hierzu wird ein Distanz- und Dichtring 15 genutzt, der mit seiner Passung 15.1 das Ring- und Gussaufnahmestück 6 zentriert und abdichtet. Auf das Ring- und Gussaufnahmestück 6 drückt der Tiegel 16. Durch den Passungs- und Gewindebolzen 13 werden alle Teile in der Tiegelvorrichtung zusammengehalten. Die komplette Tiegelvor r ichtung mit dem Ring- und Gussaufnahmestück 6 und der Angusslegierung im Tiegel 16 wird auf die Schmelztemperatur der Angusslegierung in einer Vakuum- Gießanlage 21 erwärmt. Nach dem Erreichen der Schmelztemperatur wird die Tiegelvorrichtung angekippt und die Schmelze kann nun über den Ausguss 11.2 des Tiegels 16 nach unten in die Formgebungskammer 14.2 um das Ring- und Gussaufnahmestück 6 fließen, wobei die Wärmezufuhr abgeschaltet wird und nach dem Erkalten des komplettierten Ringes wird dieser aus der Formgebungskammer 14.2 entnommen und zur mechanischen Weiter- und Endbearbeitung wieder in die Halte- und Bearbeitungsvorrichtung in Ausgangslage montiert.
In einer Ausführungsvariante besitzt die schwenkbare Vakuum- Gießanlage 21 neben einem Schmelztiegel 17 noch eine
Heizzelle 20. Diese Heizzelle 20 ist im Inneren mit einem Graphit - Formkern 20.1 und einem darumliegenden Graphit- Wärmekern 20.2 ausgestattet. Den Graphit -Wärmekern 20.2 umschließt eine Kühlwendel 20.3, welche wiederum von einem Isolationskörper 20.4 umgeben ist. Am inneren Rand des Isolationskörpers 20.4 befindet sich eine elektrische Heizwendel 20.5. Oberhalb und unterhalb des Graphit - Wärmekerns 20.2 ist bis zum äußeren Rand des
Isolationskörpers 20.4 ein weiterer Isolationskörper 20.4 als Deckel und Boden, jedoch ohne Heizwendel 20.5 , vorgesehen. Im Deckel des Isolationskörpers 20.4 ist ein Einfüllkegel 20.6 mit einer Verbindung zum Graphit - Formkern 20.1 vorgesehen .
Die vorgefertigten Teile aus dem zu verfüllenden Material werden gerichtet in den Graphit - Formkern 20.1 eingelegt und anschließend in den Graphit -Wärmekern 20.2 der fest in der Vakuum -Gießanlage 21 montierten Heizelle 20 eingeführt. Im Anschluss wird die Vakuum -Gießanlage verschlossen und nach mehrmaligen spülen mit Schutzgas wird der Sauerstoff evakuiert . Die Heizzelle 20 wird im nun folgenden Schritt auf Betriebstemperatur erwärmt. Ist die Betriebstemperatur erreicht, schaltet die gegenüberliegende Induktionsspule mit dem eingelegtem Schmelztiegel 17, welcher vorher mit Schmelzgut befüllt wurde, zu. Nach Erreichen der Gießtemperatur des Schmelzgutes wird die komplette Vakuum- Gießanlage 21 geschwenkt, so dass das flüssige Material über den Ausguss des Schmelztiegels 17 in den Einfüllkegel 20.6 der Heizzelle 20 fließen kann. Das von Graphit umschlossene und fixierte Material wird dabei von der flüssigen Schmelze umflossen. Ist die endgültige Formfüllung erreicht, wird ein Kühlvorgang eingeleitet. Dabei fließt ein Kühlmedium durch die Kühlwendel 20.3, welches die Wärme aus dem Graphit - Wärmekern 20.2 und dem Graphit - Formkern 20.1 aufnimmt und abtransportiert .
Nachdem der Graphit - Formkern 20.1 abgekühlt ist, kann die Vakuum -Gießanlage 21 geöffnet und der erkaltete Graphit - Formkern 20.1 mit dem gegossenen Schmuckelement entnommen werden .
Zusammenstellung der Bezugszeichen
1 - Einspann und Zentriereinheit
2 - Einspannteil 3 - Zentrierteil
4.1 - Innenpassung
4.2 - Innengewinde
4.3 - Zentriernase
4.4 - Hilfsflache zum Ausrichten 5 - Spann- und Passungsteil
5.1 - Zentrierfase
5.2 - Passung
5.3 - Außengewinde
6 - Ring- und Gussaufnahmestück, Grundring 6.1 - Fase
6.2 - Aufnahmenut für Zentriernase
6.3 - Innendurchmesser 8.1 - Sechskant
11.1 - Sechskant 11.2 - Ausguss
12 - Grundkörper, Hohlkörper
12.1 - Innengewinde
12.2 - Passung
13 - Passungs- und Gewindebolzen 13.1 - unteres Außengewinde
13.2 - Passung
13.3 - oberes Außengewinde
14 - Formgebungskammerkörper 14.1 - Passung 14.2 - Formgebungskammer
14.3 - Hohlraum
15 - Distanz- und Dichtring
15.1 - Passung
15.2 - Durchgangsloch 15.3 - Außendurchmesser
16 - Tiegel l CX
16 .1 - Innengewinde
16 - Schmelzkammer
17 - Schmelztiegel
20 _ Heizzelle 20.1 - Graphit -Formkern
20.2 - Graphit -Wärmekern
20.3 - Kühlwendel
20.4 - Isolationskörper
20.5 - Heizwendel 20.6 - Einfüllkegel
21 - Vakuum -Gießanlage

Claims

Patentansprüche :
1. Halte- und Bearbeitungsvorrichtung zur Herstellung von polylegierten Schmuckringen in beliebiger geometrischer Außenform, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass an einer rotationssymmetrischen Einspann- und Zentriereinheit (1) , bestehend aus einem Einspannteil (2) mit einer Hilfsflache (4.4) zum Ausrichten für das Einspannen in eine mechanische Bearbeitungsmaschine und einem Zentrierteil (3) mit einer Zentriernase (4.3) , einer Innenpassung (4.1) und einem Innengewinde (4.2) zur Aufnahme eines Spann- und Passungsteiles (5) mit einem korrespondierenden Außengewinde (5.3) zu dem Innengewinde (4.2) und korrespondierender Passung (5.2) zu der Innenpassung (4.1) und einer
Zentrierfase (5.1) , wobei durch die Zentrierfase (5.1) des Spann- und Passungsteils (5) ein Ring- und Gussaufnahmestück (6) zwischen der Einspann- und Zentriereinheit (1) und dem Spann- und Passungsteil (5) zentrierbar und arretierbar ist.
2. Tiegelvorrichtung zur Herstellung von polylegierten Schmuckringen in beliebiger geometrischer Außenform, g e k e n n z e i c h n e t durch folgende Merkmale:
- dass ein rotationssymmetrischer Hohlkörper (12) als Grundkörper (12) der Tiegelvorrichtung mit einer
Passungsbohrung (12.2) und einem Innengewinde (12.1) zur Aufnahme eines Passungs- und Gewindebolzens (13) versehen ist,
- dass der Passungs- und Gewindebolzen (13) an seinem unteren Ende einen Sechskant (8.1) und anschließend ein unteres
Außengewinde (13.1) besitzt, welches mit dem Innengewinde
(12.1) des Grundkörpers (12) korrespondiert und wiederum anschließend eine Passung (13.2) besitzt, die mit der Passung
(12.2) des Grundkörpers (12) korrespondiert und darüber ein oberes Außengewinde (13.3) angeordnet ist, welches mit einem
Innengewinde (16.1) eines Tiegels (16) korrespondiert, - dass über dem Grundkörper (12) ein rotationssymmetrischer Formgebungskammerkörper (14) mit einer Formgebungskammer (14.2) zur Aufnahme für einen Distanz- und Dichtring (15) und einem Ring- und Gussaufnahmestück (6) und im Boden der Formgebungskammer (14.2) ein Durchgangsloch als Passung (14.1) für die Passung (13.2) des Passungs- und Gewindebolzens (13) angeordnet ist und über der Formgebungskammer (14.2) ein Hohlraum (14.3) zur Aufnahme eines Tiegels (16) mit einem Innengewinde (16.1) in Korrespondenz mit dem oberen Außengewinde (13.3) des
Passungs- und Gewindebolzens (13) , einer Schmelzkammer (16.2) und einem Sechskant (11.1) vorgesehen ist, wobei der Distanz - und Dichtring (15) das Ring- und Gussaufnahmestück (6) vom Boden der Formgebungskammer (14.2) beabstandet und innerhalb des Ring- und Gussaufnahmestückes (6) mit seinem
Innendurchmesser (6.3) dichtend liegt und alle Einzelteile der Tiegelvorrichtung durch den Passungs- und Gewindebolzen (13) zusammengehalten werden.
3. Schwenkbare Vakuum -Gießanlage mit einem Schmelztiegel zur Herstellung polylegierter Schmuckgegenstände, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass neben dem Schmelztiegel (17) noch eine Heizzelle (20) angeordnet ist, die im Inneren mit einem Graphit - Formkern (20.1) und einem darumliegenden Graphit -Wärmekern (20.2) ausgestattet ist und den Graphit -Wärmekern (20.2) eine Kühlwendel (20.3) umschließt, welche wiederum von einem Isolationskörper (20.4) umgeben ist und am inneren Rand des Isolationskörpers (20.4) sich eine elektrische Heizwendel (20.5) als Strahlungswärmequelle befindet und oberhalb und unterhalb des Graphit -Wärmekerns (20.2) bis zum äußeren Rand des Isolationskörpers (20.4) ein weiterer Isolationskörper (20.4) als Deckel und Boden, jedoch ohne Heizwendel (20.5) angeordnet ist und im Deckel des Isolationskörpers (20.4) ein Einfüllkegel (20.6) mit einer Verbindung zum Graphit - Formkern (20.1) vorgesehen ist, wobei dieser Einfüllkegel (20.6) mit seiner Einfüllöffnung in Auslaufrichtung des Schmelztiegels (17) liegt.
4. Verfahren zur Herstellung polylegierter Schmuckgegenstände, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass mindestens zwei Metalllegierungen unterschiedlicher
Schmelztemperatur größer 50° Kelvin in einem zeitlich gestaffelten Gussverfahren miteinander verbunden werden, wobei mit der höchst schmelzenden Legierung ein erster Schmuckgegenstand gegossen wird, anschließend dieser mechanisch bearbeitet wird und in einem dritten Arbeitsschritt an dem erkalteten ersten Schmuckgegenstand mittels Vakuumgießtechnik eine zweite Metalllegierung angegossen wird und nach dem Erkalten des kombinierten
Schmuckgegenstandes eine mechanische Endbearbeitung erfolgt.
5. Verfahren zur Herstellung polylegierter Schmuckringe unter Nutzung einer Tiegelvorrichtung und einer Halte- und Bearbeitungsvorrichtung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass in einem ersten Verfahrensschritt ein formgenaues Wachsmodell eines Grundringes (6) als Ring- und Gussaufnahmestück (6) hergestellt wird, welches mittels Feinguss in eine Metalllegierung abgeformt wird, anschließend der Grundring (6) in einer Halte- und Bearbeitungsvorrichtung in einer Ausgangslage montiert und die Gusskruste mechanisch abgetragen wird und der so bearbeitete Grundring (6) anschließend in der Formgebungskammerkörper (14) einer Tiegelvor richtung fest positioniert wird und nun die komplette Tiegelvorrichtung mit der Formgebungskammer (14.2) , dem Grundring (6) und die Angusslegierung im Tiegel (16) auf die Schmelztemperatur der Angusslegierung in einer Vakuum- Gießanlage (21) erwärmt wird, nach dem Erreichen der Schmelztemperatur wird die Tiegelvorrichtung angekippt und die Schmelze kann nun über den Ausguss (11.2) des Tiegels (16) nach unten in die Formgebungskammer (14.2) um den Grundring (6) fließen, wobei die Wärmezufuhr abgeschaltet wird und nach dem Erkalten des komplettierten Ringes wird dieser aus der Formgebungskammer (14.2) entnommen und zur mechanischen Weiter- und Endbearbeitung wieder in die Halte - und Bearbeitungsvorrichtung in Ausgangslage montiert.
6. Verfahren zur Herstellung polylegierter Schmuckringe nach Anspruch 5 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass mehrere Angussverfahren mit unterschiedlichen Metalllegierungen und dazwischenliegenden mechanischen Bearbeitungen hintereinander durchgeführt werden.
7. Verfahren zur Herstellung polylegierter Schmuckringe nach Anspruch 5 und 6 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als Wärmequelle ein elektrisches Induktionsfeld benutzt wird .
8. Verfahren zur Herstellung polylegierter Schmuckgegenstände unter Nutzung einer schwenkbaren Vakuum -Gießanlage mit einem Schmelztiegel , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass vorgefertigten Teile aus dem zu verfüllenden Material gerichtet in den Graphit - Formkern (20.1) eingelegt und anschließend in den Graphit -Wärmekern (20.2) der fest in der Vakuum -Gießanlage (21) montierten Heizelle (20) eingeführt werden, die Vakuum -Gießanlage (21) verschlossen und anschließend nach mehrmaligen Spülen mit Schutzgas der Sauerstoff evakuiert wird, im nun folgenden Schritt die Heizzelle (20) mittels Strahlungswärme der Heizwendel (20.5) auf Betriebstemperatur erwärmt wird, nach dem Erreichen der Betriebstemperatur wird die gegenüberliegende Induktionsspule mit dem eingelegtem Schmelztiegel (17) eingeschaltet, welcher vorher mit Schmelzgut befüllt wurde, nach Erreichen der Gießtemperatur des Schmelzgutes wird die komplette Vakuum- Gießanlage geschwenkt, so dass das flüssige Material über den Ausguss des Schmelztiegels (17) in den Einfüllkegel (20.6) der Heizzelle (20) fließen kann und nach Erreichen der endgültigen Formfüllung wird ein Kühlvorgang eingeleitet, wobei dazu ein Kühlmedium durch die Kühlwendel 20.3 der Heizzelle (20) fließt, welches die Wärme aus dem Graphit- Wärmekern (20.2) und dem Graphit - Formkern (20.1) aufnimmt und abtransportiert .
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