WO2025021263A1 - Filter for filtering liquid metal - Google Patents

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WO2025021263A1
WO2025021263A1 PCT/DE2024/100666 DE2024100666W WO2025021263A1 WO 2025021263 A1 WO2025021263 A1 WO 2025021263A1 DE 2024100666 W DE2024100666 W DE 2024100666W WO 2025021263 A1 WO2025021263 A1 WO 2025021263A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
filter
base body
filter element
cover
housing
Prior art date
Application number
PCT/DE2024/100666
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Stefan Fischer
Marcus FRIEDERICI
Imanol ORTIZ
Udo Skerdi
Ulrich Voigt
Original Assignee
Ask Chemicals Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ask Chemicals Gmbh filed Critical Ask Chemicals Gmbh
Publication of WO2025021263A1 publication Critical patent/WO2025021263A1/en

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D43/00Mechanical cleaning, e.g. skimming of molten metals
    • B22D43/001Retaining slag during pouring molten metal
    • B22D43/004Retaining slag during pouring molten metal by using filtering means
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B21/00Obtaining aluminium
    • C22B21/06Obtaining aluminium refining
    • C22B21/066Treatment of circulating aluminium, e.g. by filtration
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B9/00General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
    • C22B9/02Refining by liquating, filtering, centrifuging, distilling, or supersonic wave action including acoustic waves
    • C22B9/023By filtering

Definitions

  • the present invention relates to a filter for filtering liquid metals with a filter housing comprising a filter base, a filter cover and a tubular filter element arranged within the filter housing.
  • the filter housing has at least one inlet and at least one outlet.
  • the filter base and the filter cover have connecting structures which are designed such that when the filter cover is rotated relative to the filter base, the installation height for the filter element in the filter housing increases or decreases in order to fix the filter element between the base of the filter housing and the underside of the filter cover.
  • Filters for filtering liquid metals are known in very different designs.
  • a simple embodiment of such filters is known from DE 3902151 A1.
  • the hot metal is poured into a pouring sprue that is open at the top.
  • the pouring sprue is directly connected to the mold cavity, with a sleeve made of refractory material arranged in the pouring sprue, in which a cellular ceramic filter is attached.
  • the ceramic filter is the filter element.
  • a filter housing for filtering liquid metals with a filter housing made of refractory material, with at least one inlet and one outlet, wherein at least one filter element is arranged between the inlet and outlet and the filter housing has an annular channel on the inlet side and an inner collecting space enclosed by the annular channel on the outlet side, wherein disk-shaped filter elements are arranged between the annular channel and the collecting space, e.g. in a circle or an oval.
  • the filter housing is made of a refractory material.
  • filter banks have been proposed as filter elements, which increase the casting performance by using several flat filter disks as filter elements next to each other, e.g. in recesses in the mold parting plane.
  • this requires a high level of effort in the production of these filters, increases the risk of filter breakage and leads to an uneven throughput of the liquid metal in relation to the filter discs arranged at different positions.
  • filters with one-piece, tubular filter elements are known from the state of the art.
  • the problem with these filters is that the ceramic filter elements have manufacturing tolerances due to production, which has a negative effect on a precise fit in the filter housing. If the length of the filter elements deviates upwards, the filter housing can no longer be closed without a gap, and if it deviates downwards, a gap remains between the filter element and the housing parts of the filter. Such filter elements must either be discarded or the filter housing must be reworked manually.
  • the invention was therefore based on the object of providing a filter which enables a higher filtration performance, improved adaptability of the filter housing to the filter element, especially with regard to the manufacturing tolerances of the filter element, and easy installation in the casting system. Two outlets should also be available if required.
  • the filter for filtering liquid metal has a filter housing and at least one filter element arranged within the filter housing.
  • the filter housing further comprises a filter base body and a filter cover and furthermore at least one inlet for unfiltered liquid metal and at least one outlet for filtered liquid metal.
  • the filter base body and the filter cover form a closed filter housing which can be embedded on all sides, for example, in a mold base material to be hardened in a mold without the mold base material being able to penetrate into the filter housing.
  • the filter element is tubular with an outer surface and an inner surface and with a filter element interior that is at least partially delimited by the inner surface.
  • the filter element extends along a longitudinal axis and has a first end and a second end substantially opposite the first end, wherein the filter element has an opening at at least one first end, preferably at both ends.
  • the filter element is located inside the filter housing.
  • the opening at the first end of the filter element is fluidly connected to an opening in the cover or an opening in the filter housing.
  • the filter element has an opening at the first and second ends of the filter element and
  • - only one of the openings corresponds to an opening in the cover or an opening in the filter housing (and the other opening is designed as a dead end, for example) or
  • one opening of the filter element is fluidly connected to an opening in the cover and the other opening of the filter element is simultaneously fluidly connected to an opening in the filter housing.
  • the filter base body and the filter cover are connected to one another in a rotatable manner via connecting structures, whereby the connecting structures are designed in such a way that when the filter cover is rotated relative to the filter base body, the installation height of the filter element can be varied, whereby the installation height between the filter housing base and the underside of the filter cover increases or decreases.
  • the installation height runs along the longitudinal axis of the filter element.
  • Inlet and outlet are assigned to the openings in the filter housing and/or the filter cover as follows:
  • the filter housing has at least one first opening in the filter base body and at least one second opening in the filter cover, related to a filter element installed in the filter housing or
  • the filter housing has at least one first opening in the filter base body and one second opening in the filter cover and one second opening in the filter base body per filter element, wherein the second opening(s) are in direct fluid communication with the filter element and a) either at least the first opening in the filter body is the inlet for the unfiltered liquid metal and
  • the second opening in the filter base body is the outlet or both, i.e. the second opening in the filter cover and the second opening in the filter base body are the outlet for the filtered liquid metal, or b) conversely, at least the first opening in the filter base body is the outlet for the unfiltered liquid metal and
  • the opening or openings of the second type are each in fluid communication with the filter element interior or the opening or openings in the tubular filter element.
  • a filter which has a filter housing and a filter element arranged within the filter housing.
  • the filter housing has a filter base body with a base and a filter cover with a bottom (pointing towards the base) as well as at least one inlet for unfiltered liquid metal and at least one outlet for filtered liquid metal.
  • the filter element which is arranged within the filter housing, has an outer shell surface and an inner shell surface as well as a filter element interior for filtered liquid metal, which is at least partially delimited by the inner shell surface.
  • the filter element extends along a longitudinal axis and has a first end and a second end substantially opposite the first end. Furthermore, the filter element has an opening at least at the first end, which is fluidically connected to the outlet or the inlet, preferably the outlet.
  • the filter base body and the filter cover can be reversibly connected to one another and have connecting structures which are designed in such a way that when the filter cover is rotated relative to the filter base body, in particular around the longitudinal axis, the height of the filter housing increases or decreases along the longitudinal axis of the filter element in order to fix the filter element between the base of the filter base body and the underside of the filter cover.
  • the filter element is tubular.
  • the present invention relates to a filter housing that can be variably adapted to a filter element for filtering liquid metals with regard to the installation height of the filter element.
  • the metals to be cast are primarily iron, iron and steel alloys, but also non-ferrous metals such as copper, nickel and/or aluminum or alloys containing copper, nickel, aluminum and/or magnesium.
  • the filter according to the invention comprises a filter housing and a filter element arranged within the filter housing.
  • the filter housing has at least one filter base body and a filter cover.
  • the filter element is tubular, whereby the tube can also be conical (conical filter element) or truncated pyramid-like (truncated pyramid filter element).
  • the tubular filter element has an elongated hollow body, the length of which is preferably greater than its diameter.
  • the filter element can have a circular cross-section.
  • the tubular filter element is closed at one end or open at both ends.
  • the filter element can be made from different materials, preferably the filter material is a fired ceramic.
  • the filter element used in the filter according to the invention is a foam ceramic filter, which has a ceramic foam structure with pores that are connected to one another. Such structures can be produced by burning out organic material or by 3D printing, e.g. according to the method of EP3325428 B1. Such filter elements are known from the prior art.
  • the material of the housing parts, filter cover and filter base can also be of different types, as long as it has sufficient fire resistance, abrasion resistance and chemical and mechanical stability. Ceramic masses based on a wide variety of binding agents, hydraulically hardening masses, monolithic refractory bodies, stamped, cast, pressed, shot or 3D printed are possible. It is also possible to manufacture them from loose bulk materials such as refractory sands and/or other natural or artificial masses, using hardening binding agents.
  • the housing parts can also be manufactured using 3D printing or shooting machines. To improve the thermal, chemical and other resistance, the housing part can also be provided with a coating, applied e.g. by dipping, brushing or spraying.
  • the filter housing and the filter cover of the filter according to the invention are preferably made of fireproof materials (so-called refractory materials), in particular using binding agents.
  • the filter element, filter housing and the filter cover are preferably fired again in order to minimize the escape of gases when filtering the liquid metals.
  • the filter housing has at least one inlet for unfiltered liquid metal and at least one outlet for filtered liquid metal.
  • the inlet for unfiltered liquid metal can be arranged in the filter base body or in the filter cover or in both, and alternatively the outlet for filtered liquid metal can be arranged in the filter base body and/or in the filter cover.
  • the inlet for unfiltered liquid metal is located in the filter base body or is arranged on the filter base body.
  • the outlet for filtered liquid metal is arranged in the filter cover and optionally additionally in the filter base body (opposite), particularly preferably the outlet for filtered liquid metal is arranged in the filter cover.
  • a particularly preferred filter has an inlet for unfiltered liquid metal in the filter base body and an outlet for filtered liquid metal in the filter cover and optionally a further second outlet for filtered liquid metal in the filter housing.
  • the outlet or outlets are then each located above the longitudinal axis of the tubular filter element.
  • the inlet or two or more inlets for unfiltered liquid metal is/are arranged completely and exclusively in the housing base body.
  • the filter housings known from the prior art are often designed in two parts with two housing parts that are roughly similarly dimensioned in terms of volume.
  • the inlet for unfiltered liquid metal is usually designed centrally perpendicular to the dividing plane of the housing, so that the inlet is then located half in the first and half in the second half of the housing.
  • the disadvantage of this design is that experience has shown that when the two housing halves are put together, damage to the filter housing can occur, such as chipping and cracks in the refractory material. This can lead to further undesirable effects when the liquid metal flows through, such as erosion and flushing of the backfill material into the system, and thus to premature blocking of the filter element(s) or the escape of the liquid material from the system.
  • the pouring system consists of simple fireproof pipes, for example, which are pushed into the inlet and usually also into the outlet or coupled to it using plug-in connections.
  • the filter element is located inside the filter housing, which is formed at least by the filter base body and the filter cover.
  • the filter element which is formed in particular from a foam ceramic, is a tubular body and can also be conical or truncated pyramid-shaped.
  • the filter element also comprises an outer surface and an inner surface. These designs have the advantage that the usable filter surface is considerably larger than conventional plate-shaped, flat filter elements.
  • the filter element also has a filter element interior for liquid metal.
  • the filter element interior for receiving liquid metal is at least partially delimited by the inner surface of the filter element.
  • the filter element extends along a longitudinal axis and has at least a first end and a second end substantially opposite the first end.
  • the filter element is open at one or both ends, preferably at both ends. In the region of the longitudinal axis, the filter element is hollow. However, it can also have a closed base at one end.
  • the tubular filter element then has a cup shape. The liquid metal inside the filter element fills up or empties itself through
  • the filter element interior preferably contains filtered liquid metal and is emptied via an opening in the filter cover or filter base and in both, preferably in the filter cover. The opening or openings are then outlets.
  • the filter element thus has an opening at least at a first end, and preferably the filter element also has a second opening at the second end.
  • the opening at the first end is preferably substantially opposite the opening at the second end.
  • the filter element is designed in such a way that, in a metal casting process according to the application, unfiltered liquid metal passes through the inlet of the filter housing and then hits the outer surface of the filter element.
  • the unfiltered liquid metal passes through the outer surface of the filter element into the filter element interior of the filter element, which is at least partially formed by the inner surface. Filtered liquid metal is then located inside the filter element interior.
  • the opening of the filter element which is located at the first end of the filter element, is fluidically connected to the outlet of the filter housing, preferably in the filter cover, so that filtered liquid metal from the filter element interior of the filter element can pass through the outlet in the filter housing, in particular in the filter cover, from the filter according to the invention into the casting mold.
  • the flow direction of the liquid metal can also be the other way around, however.
  • the filter element is preferably arranged centrally in the filter housing.
  • the filter base body and filter cover can also be designed in such a way that the filter base body has several receptacles for filter elements and that the filter cover is also adapted accordingly.
  • the filter base body and filter cover then have at least a number of openings or outlets that corresponds to the number of filter elements or is greater if two openings or outlets are provided for each or for individual filter elements, one in the filter cover and one in the filter base body.
  • the filter base body and the filter cover can be connected to one another and have connecting structures.
  • the connecting structures are designed such that when the filter cover is rotated relative to the filter base body, in particular about the longitudinal axis of the filter element, the height of the filter housing and in particular the installation height for the filter element increases or decreases along the longitudinal axis of the filter element.
  • the connecting structures that connect the filter base body and the filter cover to one another can have different designs.
  • the connecting structures are designed as at least two, preferably at least three support surfaces, wherein the support surfaces wind in a circle around the longitudinal axis of the filter element and are designed as inclined planes corresponding to the filter base body and in the filter cover, so that when the filter cover rotates relative to the filter base body, the height of the filter housing and thus the installation height for the filter element is reduced or increased.
  • the filter base body and filter cover each have 2 to 8 inclined planes on a circular path, preferably the same number on the filter base body and in the filter cover.
  • the inclined planes in particular form a closed band and lie on a circular path, e.g. when viewed from above, looking at the inclined planes in the following sequence (e.g. for the filter base body and filter cover in the same direction of rotation when viewed from above): first inclined plane sloping, step up, second inclined plane sloping, step up, third inclined plane sloping, step up and then to the beginning of the first inclined plane and the same for 2 or 4 or more inclined planes.
  • the three inclined planes in the filter cover and on the filter base body 3 are arranged in the same way but complementarily, so that a depression in the inclined plane engages in a raised area of the opposite inclined plane and vice versa when they come to rest on top of each other, so that when the filter cover is rotated relative to the filter base body in one direction, the height of the filter housing and thus the installation height along the longitudinal axis of the filter element increases and in the other direction it decreases.
  • the inclined planes have moved into each other to the maximum and the minimum installation height is reached.
  • the connecting structures in the form of the inclined planes are arranged in opposite directions in the filter base body and in the filter cover, in particular at least two connecting structures in the filter base body and in the filter cover.
  • the connecting structures are located on each of the two housing parts (filter body and filter cover) and when the housing is closed they complement each other to form pairs of inclined planes lying opposite one another, which form a circle. This means that when the two housing parts are rotated against each other, the distance between the filter body and the filter cover can be changed in relation to the installation height of the filter element when the filter housing is closed.
  • the manufacturing tolerances of the filter element can be easily compensated and the filter element can be easily arranged in the filter housing.
  • the range of displacement of the connecting structures can extend over several millimeters, so that even larger tolerances can be compensated, e.g. in height 4 to 18 mm, in particular 6 to 12 mm.
  • each inclined plane a short, horizontal surface is preferably provided (end surfaces of the inclined planes) in order to achieve a defined end position when the full compensation distance is used.
  • these inclined planes and surfaces can also have a surface structure, such as teeth or predefined locking points. This can be supported by a display or scale attached to the outside of the housing parts or incorporated into the material, for example to visualize the distance between the two housing parts in a suitable manner.
  • the connecting structures between the filter base and the filter cover can be designed as threads, for example as an external thread on the filter base and an internal thread on the filter cover, or vice versa. This creates a positive connection between the two housing parts.
  • This thread can be made of the same material as the housing parts, but can also be made of another suitable material or applied to the housing parts using suitable methods (e.g. by gluing).
  • suitable methods e.g. by gluing.
  • the structure, shape and appearance of the threads can be very different. It is also possible, for example, for several bolts to run in one thread.
  • the ring-shaped area around the filter element in the filter housing, into which liquid metal flows does not have a constant cross-section, but rather this cross-section decreases against the direction of flow back to the inlet to an area where it meets the open cross-section of the inlet on the inside of the filter body.
  • This area is designed like a ship's bow, for example, and is intended to bring the circulating flow back together with the incoming flow with as little turbulence as possible.
  • the filter housing of the filter according to the invention has at least two outlets for filtered liquid metal.
  • the filter element it is necessary for the filter element to have two openings, one at the first end and one at the second end, wherein the openings are substantially opposite one another (in particular diametrically opposite one another).
  • one outlet for filtered liquid metal is arranged substantially opposite one another (in particular diametrically opposite one another) to the other outlet for filtered liquid metal.
  • the opening of the filter element at the second end is (directly) fluidically connected to the further outlet.
  • the outlet for filtered liquid metal is arranged in the filter cover and the further outlet for filtered liquid metal is arranged in the filter base body.
  • one of the outlets can be closed using a plate (particularly a plate of the same shape) if the design and/or structural shape of the cast part requires it, e.g. by gluing the plate into the outlet.
  • a plate particularly a plate of the same shape
  • the filter system can be adapted to the respective requirements quickly and easily.
  • the filter element it is also possible for the filter element to have a cup shape, whereby the bottom of the cup is not permeable to the liquid metal and an opening can thus be closed, i.e. with this design, no plate needs to be glued into the outlet.
  • the inlet for unfiltered liquid metal and the filter element are fluidically connected. Independently of this, it is also preferred that the inlet for unfiltered liquid metal and the outlet for filtered liquid metal are arranged substantially orthogonally to one another.
  • the inlet for unfiltered liquid metal is also preferably designed in a conical manner or has a conicity, with the diameter tapering in the direction of the filter element (regardless of whether the opening is in the filter base body or in the filter cover).
  • the opening in the filter base body is an inlet, the opening is aligned so that the liquid material flows in radially.
  • One or both of these embodiments ensure that when the unfiltered liquid metal enters the filter housing, the force when the unfiltered liquid metal hits the filter element is reduced. In particular, it can be prevented that the inflowing melt hits the wall of the filter element directly when the filter housing is filled with unfiltered liquid metal. This preferred embodiment can also prevent the filter element from being damaged or even breaking.
  • the filter cover is provided on the underside with one or two circumferential collars, wherein the collar is in contact with the outer surface and/or with the inner surface of the filter element.
  • a circumferential collar can be arranged on the bottom of the filter base body, wherein the collar is in contact with the outer surface and/or with the inner surface of the filter element.
  • the filter element it is also possible for the filter element to be fixed with an annular recess in the filter cover and/or in the filter base body. Mixed forms between these alternatives are also possible.
  • the filter element located inside the filter housing can be arranged in a stable manner and it can be prevented that the filter element slips inside the filter housing when unfiltered liquid metal enters the filter housing through the inlet. Furthermore, this preferred embodiment can prevent liquid metal from passing through any narrow gap between the filter element and the underside of the filter cover or the filter element and the bottom of the filter base body.
  • elevations also called “filter supports” can be provided on the underside of the filter cover and/or on the bottom of the filter base body in the filter base body, which fix the filter element in the direction of the longitudinal axis and are attached to the upper and/or lower edge of the filter element.
  • elevations can, for example, have circular geometries or can also be designed in geometries that deviate from circles, for example n-sided.
  • these elevations are made of an elastic material, for example a moldable and/or elastic fireproof mass or similar.
  • Filter supports on the collar and/or the second collar also ensure that the filter element is positioned stably within the filter housing.
  • the housing parts can be permanently connected to one another by using material-locking methods (e.g. by gluing with hot glue or other materials), or by using force-locking clamps, tape or, for example, locking pins inserted around the circumference of the filter cover, which lead through the overhanging cover into the filter base body.
  • FIG. 1 View of a filter according to the invention
  • FIG. 2 View of the filter base body with inserted filter element of the filter according to Fig. 1;
  • Fig. 3 Top view of the filter base body from Fig. 2;
  • FIG. 4 View of the filter cover of the filter according to Fig. 1;
  • FIG. 5 Top view of the filter cover from Fig. 4;
  • Fig. 6 and Fig. 7 are sectional views through a filter according to the invention as shown in Fig. 1.
  • Fig. 8 and Fig. 9 are a filter with an external thread with which the filter cover is screwed onto the filter base body.
  • Fig. 1 shows (partially with reference to Fig. 2) a perspective view of a filter 1 according to the invention with a filter housing 2, which has a filter cover 4 and a filter base body 3.
  • a tubular filter element 5 (not shown) is arranged inside the filter 1.
  • An outlet 8 is arranged in the middle of the filter cover 4.
  • the opening 11 of the filter element 5 is located below the outlet 8. Through the outlet 8, filtered liquid metal from the filter interior 10 of the filter element 5 (not shown) can pass through the opening 11, which is fluidly connected to the outlet 8, from the filter 1 into the casting mold.
  • An inlet 7 is arranged in the filter base body 3.
  • Outlet 8 and inlet 7 can also be swapped if the flow direction is opposite or can be called a neutral opening; this also applies to the patent claims (then outlet 7 and inlet 8 and 8'). Outlet 8 and inlet 7 are arranged orthogonally to one another. Inlet 7 and outlet 8 of filter housing 2 each have a circumferential groove 12, which is intended to simplify the coupling of the filter housing to the pouring pipes and ensures a quick connection.
  • Liquid, unfiltered metal can enter the interior of filter 1 through the inlet. When unfiltered liquid metal enters the interior of filter housing 2, the unfiltered liquid metal strikes filter element 5 and flows through the walls of filter element 5 into the filter element interior 10 of filter element 5. Liquid filtered metal flows from filter element interior 10 of filter element 5 through opening 11 and outlet 8 via a connected pipe system into the casting mold.
  • Fig. 2 and Fig. 3 show a filter base body 3 and the filter element 5 as part of a filter 1 according to the invention with an inlet 7 and a tubular filter element 5 inserted into the filter base body 3.
  • the filter element 5 has an outer surface, an inner surface, an opening 11 and a filter element interior 10.
  • the filter element 5 is surrounded on the bottom surface of the filter base body 3 by a collar 6, which is in contact with the outer surface of the filter element 5.
  • This arrangement ensures that the filter element 5 is arranged stably in the filter base body 3.
  • this arrangement of collar 6 and filter element 5 prevents unfiltered liquid metal from the space for unfiltered liquid metal 9 from entering the casting mold through the outlet 8 in the filter cover.
  • This arrangement of the filter element 5 in the collar 6 ensures that only filtered liquid metal from the filter element interior 10 passes through the opening 11 and the outlet 8 into the casting mold.
  • the outer surface of the filter element 5 forms a closed filter surface.
  • the filter element interior 10 of the filter element 5 is formed by the inner surface of the filter element 5.
  • the unfiltered liquid metal strikes the outer surface of the filter element 5.
  • the unfiltered liquid metal diffuses through the outer surface of the filter element 5 into the filter element interior 10 of the filter element 5, in which filtered liquid metal collects.
  • the filtered liquid metal can then flow into the casting mold (not shown) through the opening 11 of the filter element 5, which is fluidly connected to the outlet 8 (not shown) of the filter cover 4 (not shown).
  • the filter base body 3 has, as part of the connecting structure 14 of the filter base body 3, three inclined planes and three steps of equal size.
  • Each of the three inclined planes of the filter base body 3 has an end surface 13.
  • the end surface 13 ends where the step leads up to the beginning of the next inclined plane.
  • the end surface is arranged orthogonally to the longitudinal axis of the filter element or, in other words, the inclined plane has a zero gradient at this point.
  • Each step has the same height.
  • Fig. 4 and Fig. 5 show a filter cover 4 as part of a filter 1 according to the invention with an outlet 8 through which filtered liquid metal can flow through the opening 11 from the filter element interior 10 of the filter element 5 (not shown) (not shown) into the casting mold (not shown).
  • the filter cover 4 has a total of three inclined planes as part of the connecting structure 14, analogous to the filter base body 3 in Figs. 2 and 3.
  • Each of the three inclined planes of the filter cover 4 has an end surface 13 with a gradient 0, from which a step rises to the beginning of the next inclined plane.
  • the three inclined planes in the filter cover and on the filter base body 3 are arranged in the same way but complementarily, so that a depression of the inclined plane engages in a raised portion of the opposite inclined plane and vice versa when they come to rest on one another, so that when the filter cover 4 is rotated relative to the filter base body 3 in one direction, the height of the filter housing 2 and thus the installation height along the longitudinal axis of the filter element 5 increases and decreases in the other direction.
  • Fig. 6 and Fig. 7 show a section through a filter 1 according to the invention, having a filter housing 2 comprising a filter cover 4 and a filter base body 3.
  • the inlet 7 as well as the outlet and the second outlet 8' of the filter housing 2 each have a circumferential groove 12, which is intended to simplify the use of the filter housing with the usual under-casting systems and ensures a quick connection.
  • a tubular filter element 5 is arranged within the filter 1.
  • the filter element has an opening 11 and a second opening 11 *, which is arranged opposite the opening 11.
  • the opening 11 is (directly) fluidically connected to the outlet 8, which is arranged in the filter cover 4 of the filter 1 according to the invention.
  • the second opening 11' is (directly) fluidically connected to the second outlet 8', which is arranged in the filter base body 3 of the filter 1 according to the invention.
  • Unfiltered liquid metal enters the space for unfiltered liquid metal 9 through the inlet 7, which is arranged in the filter base body 3 and is conical.
  • the conical design of the inlet 7 reduces the cross section in the direction of the filter element 5, which leads to the flow rate of the incoming unfiltered metal being reduced.
  • the unfiltered liquid metal hits the outer surface of the filter element 5 and flows through the outer surface of the filter element 5, so that filtered liquid metal collects in the filter element interior 10 of the filter element 5.
  • This filtered liquid metal then flows through the two openings 11, 11' and the two outlets 8, 8' (openings in the filter cover or bottom of the filter base body) via a connected pipe system into the casting mold (not shown).
  • a collar 6 is arranged around each of the two outlets 8, 8', which rests on the outer surface and in which the filter element 5 is arranged. This arrangement ensures that the filter element 5 is arranged stably in the filter housing 2. The collar 6 is in contact with the outer surface of the filter element 5. This arrangement prevents unfiltered liquid metal from the space for unfiltered liquid metal 9 from entering the casting mold through one of the outlets 8, 8'.
  • Figs. 6 and 7 are identical in terms of filter base body and filter cover, with the difference that Fig. 6 is a filter 1 according to the invention set to a minimum installation height with a shorter filter element 5, ie with a minimum height of the filter housing 2, whereas the filter 1 according to the invention shown in Fig. 7 is set to the maximum installation height by rotating the filter cover 4 and receives and secures a longer filter element 5 between the filter cover 4 and the filter base body 3.
  • Fig. 8 and Fig. 9 show a section through a filter 1 according to the invention according to a different design, which corresponds to the filter according to Figs. 1 to 7 in all details, except that the connecting structure 14 is different.
  • the filter element 5 is not shown in Figs. 8 and 9, but is arranged in the same way.
  • the filter cover 4 surrounds the filter base body 3, but threads of a thread are introduced all the way around the outside of the filter base body 3, which engage in a corresponding thread in the cover on the inside. The thread allows the distance to be regulated and also enables a positive connection of the housing parts filter cover 4 and filter base body 3.

Landscapes

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Abstract

The present invention relates to a filter for filtering liquid metals which has a filter housing comprising: a filter main part; a filter cover; and a tubular filter element disposed within the filter housing. The filter housing has at least one inlet and at least one outlet. The filter main part and the filter cover have connection structures which are designed such that, when the filter cover is rotated relative to the filter main part, the installation height for the filter element in the filter housing increases or decreases in order to fix the filter element between the bottom of the filter housing and the underside of the filter cover.

Description

Filter zum Filtrieren flüssigen Metalls Filter for filtering liquid metal

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Filter für das Filtrieren von flüssigen Metallen mit einem Filtergehäuse umfassend einen Filtergrundkörper, einen Filterdeckel und ein innerhalb des Filtergehäuses angeordnetes rohrförmiges Filterelement. Das Filtergehäuse weist wenigstens einen Einlass und wenigstens einen Auslass auf. Der Filtergrundkörper und der Filterdeckel weisen Verbindungsstrukturen auf, welche so ausgestaltet sind, dass bei einer Drehung des Filterdeckels relativ zum Filtergrundkörper die Einbauhöhe für das Filterelement im Filtergehäuse zu- oder abnimmt, um das Filterelement zwischen dem Boden des Filtergehäuses und der Unterseite des Filterdeckels zu fixieren. The present invention relates to a filter for filtering liquid metals with a filter housing comprising a filter base, a filter cover and a tubular filter element arranged within the filter housing. The filter housing has at least one inlet and at least one outlet. The filter base and the filter cover have connecting structures which are designed such that when the filter cover is rotated relative to the filter base, the installation height for the filter element in the filter housing increases or decreases in order to fix the filter element between the base of the filter housing and the underside of the filter cover.

Stand der Technik State of the art

Filter für das Filtrieren von flüssigen Metallen sind in sehr unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Eine einfache Ausführungsform solche Filter ist aus der DE 3902151 A1 bekannt. Das heiße Metall wird in einen nach oben offenen Einguss eingefüllt. Der Einguss steht direkt mit dem Gießformhohlraum in Verbindung, wobei in den Einguss eine Hülse aus feuerfestem Material angeordnet ist, in der ein zellenartiger Keramikfilter befestigt ist. Der Keramikfilter ist das Filterelement. Filters for filtering liquid metals are known in very different designs. A simple embodiment of such filters is known from DE 3902151 A1. The hot metal is poured into a pouring sprue that is open at the top. The pouring sprue is directly connected to the mold cavity, with a sleeve made of refractory material arranged in the pouring sprue, in which a cellular ceramic filter is attached. The ceramic filter is the filter element.

Aus der DE 4229417 C2 ist eine andere Geometrie eines Filtergehäuses zum Filtrieren von flüssigen Metallen mit einem Filtergehäuse aus Feuerfestmaterial bekannt, mit wenigstens einem Einlass und einem Auslass, wobei zwischen Ein- und Auslass mindestens ein Filterelement angeordnet ist und das Filtergehäuse eingangsseitig einen Ringkanal und ausgangsseitig einen vom Ringkanal umschlossenen inneren Sammelraum aufweist, wobei scheibenförmige Filterelemente zwischen Ringkanal und Sammelraum, z.B. in einen Kreis oder einem Oval angeordnet sind. Das Filtergehäuse besteht aus einem feuerfesten Material. From DE 4229417 C2, another geometry of a filter housing for filtering liquid metals is known, with a filter housing made of refractory material, with at least one inlet and one outlet, wherein at least one filter element is arranged between the inlet and outlet and the filter housing has an annular channel on the inlet side and an inner collecting space enclosed by the annular channel on the outlet side, wherein disk-shaped filter elements are arranged between the annular channel and the collecting space, e.g. in a circle or an oval. The filter housing is made of a refractory material.

Ein bekanntes Problem aus dem Stand der Technik bekannter Filter ist, dass die Filtrierleistung oftmals relativ gering ist, da die Filterelemente bezogen auf Filtervolumen kleine Filterdurchgangsflächen aufweisen und sich schnell zusetzen können, was jeweils die Gießleistung der Filter begrenzt. Zur Lösung dieses Problems sind „Filterbänke“ als Filterelemente vorgeschlagen worden, die die Gießleistung erhöhen, indem mehrere flächige Filterscheiben als Filterelemente nebeneinander eingesetzt sind, z.B. in Aussparungen in der Formteilungsebene. Dies bedingt aber einen hohen Aufwand bei der Herstellung dieser Filter, erhöht das Risiko des Filterbruches und führt zu einem ungleichmäßigen Durchsatz des flüssigen Metalls bezogen auf die an unterschiedlichen Positionen angeordneten Filterscheiben. A known problem of filters known from the state of the art is that the filtering performance is often relatively low, since the filter elements have small filter passage areas in relation to the filter volume and can quickly become clogged, which limits the casting performance of the filters. To solve this problem, "filter banks" have been proposed as filter elements, which increase the casting performance by using several flat filter disks as filter elements next to each other, e.g. in recesses in the mold parting plane. However, this requires a high level of effort in the production of these filters, increases the risk of filter breakage and leads to an uneven throughput of the liquid metal in relation to the filter discs arranged at different positions.

Um den hohen Aufwand bei der Produktion und Montage von Filtern mit mehreren flächigen Filterscheiben als Filterelement zu vermeiden, sind aus dem Stand der Technik Filter mit einstückigen, rohrförmigen Filterelementen bekannt. Problematisch ist bei diesen Filtern jedoch, dass die keramischen Filterelemente produktionsbedingt Fertigungstoleranzen aufweisen, was sich negativ auf einen passgenauen Einbau in die Filtergehäuse auswirkt. Bei Abweichung in der Länge der Filterelemente nach oben lässt sich das Filtergehäuse nicht mehr spaltfrei schließen und bei Abweichung nach unten hin verbleibt ein Spalt zwischen dem Filterelement und den Gehäuseteilen des Filters. Solche Filterelemente müssen entweder verworfen werden oder das Filtergehäuse muss manuell nachgearbeitet werden. In order to avoid the high costs of producing and assembling filters with several flat filter discs as filter elements, filters with one-piece, tubular filter elements are known from the state of the art. The problem with these filters, however, is that the ceramic filter elements have manufacturing tolerances due to production, which has a negative effect on a precise fit in the filter housing. If the length of the filter elements deviates upwards, the filter housing can no longer be closed without a gap, and if it deviates downwards, a gap remains between the filter element and the housing parts of the filter. Such filter elements must either be discarded or the filter housing must be reworked manually.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, einen Filter bereitzustellen, welcher eine höhere Filtrierleistung, eine verbesserte Anpassbarkeit des Filtergehäuses an das Filterelement vor allem in Hinblick auf die Fertigungstoleranzen des Filterelements und eine leichte Einbaubarkeit in das Gießsystem ermöglicht. Auch sollen, wenn gewünscht zwei Auslässe zur Verfügung stehen. The invention was therefore based on the object of providing a filter which enables a higher filtration performance, improved adaptability of the filter housing to the filter element, especially with regard to the manufacturing tolerances of the filter element, and easy installation in the casting system. Two outlets should also be available if required.

Zusammenfassung der Erfindung Summary of the Invention

Diese und weitere Aufgaben werden mit einem Filter gemäß dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche oder werden nachfolgend genauer beschrieben. These and other objects are achieved with a filter according to the subject matter of claim 1. Further advantageous embodiments are the subject matter of the subclaims or are described in more detail below.

Der Filter zum Filtrieren flüssigen Metalls weist ein Filtergehäuse und zumindest ein innerhalb des Filtergehäuses angeordnetes Filterelement auf. Das Filtergehäuse umfasst weiterhin einen Filtergrundkörper und einen Filterdeckel und weiterhin wenigstens einen Einlass für ungefiltertes flüssiges Metall und wenigstens einen Auslass für gefiltertes flüssiges Metall. Abgesehen von den Ein- und Auslässen bilden der Filtergrundkörper und der Filterdeckel ein geschlossenes Filtergehäuse, das z.B. in einen auszuhärtenden Formgrundstoff einer Form allseitig eingebettet werden kann, ohne dass Formgrundstoff in das Filtergehäuse eindringen kann. Das Filterelement ist rohrförmig mit einer äußeren Mantelfläche und einer inneren Mantelfläche und mit einem von der inneren Mantelfläche zumindest teilweise begrenzten Filterelementinnenraum. Das Filterelement erstreckt sich entlang einer Längsachse und weist ein erstes Ende und ein dem ersten Ende im Wesentlichen gegenüberliegenden zweites Ende auf, wobei das Filterelement an zumindest einem ersten Ende eine Öffnung aufweist, vorzugsweise an beiden Enden. Das Filterelement befindet sich im Inneren des Filtergehäuses. The filter for filtering liquid metal has a filter housing and at least one filter element arranged within the filter housing. The filter housing further comprises a filter base body and a filter cover and furthermore at least one inlet for unfiltered liquid metal and at least one outlet for filtered liquid metal. Apart from the inlets and outlets, the filter base body and the filter cover form a closed filter housing which can be embedded on all sides, for example, in a mold base material to be hardened in a mold without the mold base material being able to penetrate into the filter housing. The filter element is tubular with an outer surface and an inner surface and with a filter element interior that is at least partially delimited by the inner surface. The filter element extends along a longitudinal axis and has a first end and a second end substantially opposite the first end, wherein the filter element has an opening at at least one first end, preferably at both ends. The filter element is located inside the filter housing.

Die Öffnung am ersten Ende des Filterelements ist mit einer Öffnung im Deckel oder einer Öffnung im Filtergehäuse fluidverbunden. Vorzugsweise weist das Filterelement am ersten und zweiten Ende des Filterelements jeweils eine Öffnung auf und The opening at the first end of the filter element is fluidly connected to an opening in the cover or an opening in the filter housing. Preferably, the filter element has an opening at the first and second ends of the filter element and

- nur eine der Öffnungen korrespondiert mit einer Öffnung im Deckel oder einer Öffnung im Filtergehäuse (und die andere Öffnung ist z.B. als Sackgasse ausgebildet) oder- only one of the openings corresponds to an opening in the cover or an opening in the filter housing (and the other opening is designed as a dead end, for example) or

- es ist die eine Öffnung des Filterelements mit einer Öffnung im Deckel und die andere Öffnung des Filterelements gleichzeitig mit einer Öffnung im Filtergehäuse fluidverbunden. - one opening of the filter element is fluidly connected to an opening in the cover and the other opening of the filter element is simultaneously fluidly connected to an opening in the filter housing.

Der Filtergrundkörper und der Filterdeckel sind miteinander drehbar über Verbindungsstrukturen verbunden, wobei die Verbindungsstrukturen so ausgestaltet sind, dass bei einer Drehung des Filterdeckels relativ zum Filtergrundkörper, die Einbauhöhe des Filterelements variiert werden kann, wobei die Einbauhöhe zwischen Filtergehäuseboden und Unterseite des Filterdeckels zu- oder abnimmt. Die Einbauhöhe verläuft entlang der Längsachse des Filterelements. The filter base body and the filter cover are connected to one another in a rotatable manner via connecting structures, whereby the connecting structures are designed in such a way that when the filter cover is rotated relative to the filter base body, the installation height of the filter element can be varied, whereby the installation height between the filter housing base and the underside of the filter cover increases or decreases. The installation height runs along the longitudinal axis of the filter element.

Einlass und Auslass sind den Öffnungen im Filtergehäuse und/oder im Filterdeckel wie folgt zugeordnet: Inlet and outlet are assigned to the openings in the filter housing and/or the filter cover as follows:

- das Filtergehäuse weist zumindest eine erste Öffnung im Filtergrundkörper und zumindest eine zweite Öffnung im Filterdeckel auf, bezogen auf ein im Filtergehäuse eingebautes Filterelement oder - the filter housing has at least one first opening in the filter base body and at least one second opening in the filter cover, related to a filter element installed in the filter housing or

- das Filtergehäuse weist zumindest eine erste Öffnung im Filtergrundkörper und jeweils eine zweite Öffnung im Filterdeckel und eine zweite Öffnung im Filtergrundkörper pro Filterelement auf, wobei die zweite(n) Öffnung(en) jeweils in unmittelbarer Fluidverbindung mit dem Filterelement steht/ stehen und a) entweder die zumindest erste Öffnung im Filtergrundkörper Einlass für das ungefilterte flüssiges Metall ist und - the filter housing has at least one first opening in the filter base body and one second opening in the filter cover and one second opening in the filter base body per filter element, wherein the second opening(s) are in direct fluid communication with the filter element and a) either at least the first opening in the filter body is the inlet for the unfiltered liquid metal and

(nur) die zweite Öffnung im Filterdeckel Auslass oder (only) the second opening in the filter cover outlet or

(nur) die zweite Öffnung im Filtergrundkörper Auslass oder beide, d.h. die zweite Öffnung im Filterdeckel und die zweite Öffnung im Filtergrundkörper Auslass für das gefilterte flüssige Metall sind, oder b) umgekehrt die zumindest erste Öffnung im Filtergrundkörper Auslass für das ungefilterte flüssige Metall ist und (only) the second opening in the filter base body is the outlet or both, i.e. the second opening in the filter cover and the second opening in the filter base body are the outlet for the filtered liquid metal, or b) conversely, at least the first opening in the filter base body is the outlet for the unfiltered liquid metal and

(nur) die zweite Öffnung im Filterdeckel oder (only) the second opening in the filter cover or

(nur) die zweite Öffnung im Filtergrundkörper oder beide die zweite Öffnung im Filterdeckel und die zweite Öffnung im Filtergrundkörper Einlass für das gefilterte flüssige Metall sind. (only) the second opening in the filter body or both the second opening in the filter cover and the second opening in the filter body are inlets for the filtered liquid metal.

Die Öffnung bzw. Öffnungen vom zweiten Typ stehen jeweils in Fluidverbindung mit dem Filterelementinnenraum bzw. der oder den beiden Öffnungen in dem rohrförmigen Filterelement. The opening or openings of the second type are each in fluid communication with the filter element interior or the opening or openings in the tubular filter element.

Es wird somit ein Filter vorgeschlagen, welcher ein Filtergehäuse und ein innerhalb des Filtergehäuses angeordnetes Filterelement aufweist. Das Filtergehäuse weist einen Filtergrundkörper mit einem Boden und einen Filterdeckel mit Unterseite (zum Boden zeigend) auf sowie wenigstens einen Einlass für ungefiltertes flüssiges Metall und wenigstens einen Auslass für gefiltertes flüssiges Metall. Das Filterelement, welches innerhalb des Filtergehäuses angeordnet ist, weist eine äußere Mantelfläche und eine innere Mantelfläche auf sowie einen Filterelementinnenraum für gefiltertes flüssiges Metall, welcher zumindest teilweise von der inneren Mantelfläche begrenzt wird. Das Filterelement erstreckt sich entlang einer Längsachse und weist ein erstes Ende und ein dem ersten Ende im Wesentlichen gegenüberliegendes zweites Ende auf. Weiter weist das Filterelement zumindest an dem ersten Ende eine Öffnung auf, welche mit dem Auslass oder dem Einlass, vorzugsweise dem Auslass, fluidverbunden ist. Der Filtergrundkörper und der Filterdeckel sind miteinander reversibel verbindbar und weisen Verbindungstrukturen auf, welche so ausgestaltet sind, dass bei einer Drehung des Filterdeckels relativ zum Filtergrundkörper, insbesondere um die Längsachse, die Höhe des Filtergehäuses entlang der Längsachse des Filterelementes zu- oder abnimmt, um das Filterelement zwischen dem Boden des Filtergrundkörpers und der Unterseite des Filterdeckel festzulegen. Das Filterelement ist rohrförmig. „Reversibel verbindbar“ meint das die Verbindung auch zerstörungsfrei ausgehoben werden kann, schließt aber nicht aus, dass nach der Höhenanpassung die Verbindung arretiert oder z.B. verklebt wird oder ein Klebstoff aushärtet und damit die Verbindung danach nicht mehr „reversibel“ aufhebbar ist. Detaillierte Beschreibung der Erfindung A filter is thus proposed which has a filter housing and a filter element arranged within the filter housing. The filter housing has a filter base body with a base and a filter cover with a bottom (pointing towards the base) as well as at least one inlet for unfiltered liquid metal and at least one outlet for filtered liquid metal. The filter element, which is arranged within the filter housing, has an outer shell surface and an inner shell surface as well as a filter element interior for filtered liquid metal, which is at least partially delimited by the inner shell surface. The filter element extends along a longitudinal axis and has a first end and a second end substantially opposite the first end. Furthermore, the filter element has an opening at least at the first end, which is fluidically connected to the outlet or the inlet, preferably the outlet. The filter base body and the filter cover can be reversibly connected to one another and have connecting structures which are designed in such a way that when the filter cover is rotated relative to the filter base body, in particular around the longitudinal axis, the height of the filter housing increases or decreases along the longitudinal axis of the filter element in order to fix the filter element between the base of the filter base body and the underside of the filter cover. The filter element is tubular. "Reversibly connectable" means that the connection can also be removed without causing any damage, but does not rule out the possibility that after the height adjustment the connection is locked or glued, for example, or that an adhesive hardens and the connection can therefore no longer be removed "reversibly". Detailed description of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filtergehäuse, das an ein Filterelement für das Filtrieren von flüssigen Metallen hinsichtlich der Einbauhöhe des Filterelements variabel anpassbar ist. Als zu vergießende Metalle kommen dabei vor allem Eisen, Eisen- und Stahllegierungen, aber auch Nichteisenmetalle wie Kupfer, Nickel und/oder Aluminium oder Legierungen enthaltend Kupfer, Nickel, Aluminium und/oder Magnesium in Frage. The present invention relates to a filter housing that can be variably adapted to a filter element for filtering liquid metals with regard to the installation height of the filter element. The metals to be cast are primarily iron, iron and steel alloys, but also non-ferrous metals such as copper, nickel and/or aluminum or alloys containing copper, nickel, aluminum and/or magnesium.

Der erfindungsgemäße Filter umfasst ein Filtergehäuse und ein innerhalb des Filtergehäuses angeordnetes Filterelement. Das Filtergehäuse weist zumindest einen Filtergrundkörper und einen Filterdeckel auf. Das Filterelement ist rohrförmig ausgestaltet, wobei das Rohr auch kegelförmig (Kegelfilterelement) oder pyramidenstumpfartig (Pyramidenstumpffilterelement) ausgestaltet sein kann. Das rohrförmige Filterelement weist einen länglichen Hohlkörper auf, dessen Länge vorzugsweise größer als sein Durchmesser ist. Das Filterelement kann einen kreisrunden Querschnitt haben. Das rohrförmige Filterelement ist an einem Ende verschlossen oder an beiden Enden offen. The filter according to the invention comprises a filter housing and a filter element arranged within the filter housing. The filter housing has at least one filter base body and a filter cover. The filter element is tubular, whereby the tube can also be conical (conical filter element) or truncated pyramid-like (truncated pyramid filter element). The tubular filter element has an elongated hollow body, the length of which is preferably greater than its diameter. The filter element can have a circular cross-section. The tubular filter element is closed at one end or open at both ends.

Das Filterelement kann aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sein, vorzugsweise ist das Filtermaterial eine gebrannte Keramik. Üblicherweise ist das in dem erfindungsgemäßen Filter eingesetzte Filterelement ein Schaumkeramikfilter, welcher eine keramische Schaumstruktur aufweist mit Poren, die miteinander in Verbindung stehen. Solche Strukturen können durch Ausbrennen organischen Materials oder im 3-Druck hergestellt werden, z.B. nach dem Verfahren der EP3325428 B1. Solche Filterelemente sind aus dem Stand der Technik bekannt. The filter element can be made from different materials, preferably the filter material is a fired ceramic. Usually the filter element used in the filter according to the invention is a foam ceramic filter, which has a ceramic foam structure with pores that are connected to one another. Such structures can be produced by burning out organic material or by 3D printing, e.g. according to the method of EP3325428 B1. Such filter elements are known from the prior art.

Auch kann das Material der Gehäuseteile, Filterdeckel und Filtergrundkörper, von unterschiedlicher Art sein, solange es über eine ausreichende Feuerfestigkeit, Abriebfestigkeit und chemische sowie mechanische Stabilität verfügt. So sind keramische Massen auf Basis verschiedenster Bindemittel, hydraulisch härtende Massen, monolithische Feuerfestkörper, gestampft, gegossen, gepresst, geschossen oder 3D-gedruckt hergestellt möglich. Ebenso möglich ist die Herstellung aus losen Schüttmassen wie feuerfesten Sanden und/oder sonstige Massen natürlicher oder künstlicher Art, unter Einsatz aushärtender Bindemittel. Die Gehäuseteile können auch im 3D-Druckverfahren oder mittels Schiessmaschinen hergestellt werden. Zur Verbesserung der thermischen, chemischen und sonstigen Beständigkeit kann das Gehäuseteil zusätzlich mit einem Schlichteüberzug (Coating) versehen sein, aufgebracht z.B. mittels Tauchen, Streichen oder Spritzen. Das Filtergehäuse und der Filterdeckel des erfindungsgemäßen Filters ist vorzugsweise hergestellt aus feuerfesten Materialien (sog. Feuerfestmaterialien), insbesondere unter Verwendung von Bindemitteln. Vorzugsweise werden Filterelement , Filtergehäuse und der Filterdeckel noch einmal gebrannt, um das Austreten von Gasen beim Filtern der flüssigen Metalle zu minimieren. The material of the housing parts, filter cover and filter base can also be of different types, as long as it has sufficient fire resistance, abrasion resistance and chemical and mechanical stability. Ceramic masses based on a wide variety of binding agents, hydraulically hardening masses, monolithic refractory bodies, stamped, cast, pressed, shot or 3D printed are possible. It is also possible to manufacture them from loose bulk materials such as refractory sands and/or other natural or artificial masses, using hardening binding agents. The housing parts can also be manufactured using 3D printing or shooting machines. To improve the thermal, chemical and other resistance, the housing part can also be provided with a coating, applied e.g. by dipping, brushing or spraying. The filter housing and the filter cover of the filter according to the invention are preferably made of fireproof materials (so-called refractory materials), in particular using binding agents. The filter element, filter housing and the filter cover are preferably fired again in order to minimize the escape of gases when filtering the liquid metals.

Das Filtergehäuse weist wenigstens einen Einlass für ungefiltertes flüssiges Metall und wenigstens einen Auslass für gefiltertes flüssiges Metall auf. Dabei kann der Einlass für ungefiltertes flüssiges Metall im Filtergrundkörper oder im Filterdeckel angeordnet sein oder in beiden, sowie alternativ der Auslass für gefiltertes flüssiges Metall im Filtergrundkörper und/oder im Filterdeckel angeordnet sein. Vorzugsweise befindet sich der Einlass für ungefiltertes flüssiges Metall im Filtergrundkörper bzw. ist am Filtergrundkörper angeordnet. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der Auslass für gefiltertes flüssiges Metall im Filterdeckel und ggf. zusätzlich im Filtergrundkörper (gegenüberliegend) angeordnet, besonders bevorzugt ist der Auslass für gefiltertes flüssiges Metall im Filterdeckel angeordnet. Ein insbesondere bevorzugter Filter weist einen Einlass für ungefiltertes flüssiges Metall im Filtergrundkörper und einen Auslass für gefiltertes flüssiges Metall im Filterdeckel auf und ggf. einen weiteren zweiten Auslass für gefiltertes flüssiges Metall im Filtergehäuse. Der oder die Auslässe befinden sich dann jeweils über der Längsachse des rohrförmigen Filterelements. The filter housing has at least one inlet for unfiltered liquid metal and at least one outlet for filtered liquid metal. The inlet for unfiltered liquid metal can be arranged in the filter base body or in the filter cover or in both, and alternatively the outlet for filtered liquid metal can be arranged in the filter base body and/or in the filter cover. Preferably, the inlet for unfiltered liquid metal is located in the filter base body or is arranged on the filter base body. In a further preferred embodiment, the outlet for filtered liquid metal is arranged in the filter cover and optionally additionally in the filter base body (opposite), particularly preferably the outlet for filtered liquid metal is arranged in the filter cover. A particularly preferred filter has an inlet for unfiltered liquid metal in the filter base body and an outlet for filtered liquid metal in the filter cover and optionally a further second outlet for filtered liquid metal in the filter housing. The outlet or outlets are then each located above the longitudinal axis of the tubular filter element.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist/sind der Einlass oder zwei oder mehr Ein- lässe für ungefiltertes flüssiges Metall vollständig und ausschließlich im Gehäusegrundkörper angeordnet. In a further preferred embodiment, the inlet or two or more inlets for unfiltered liquid metal is/are arranged completely and exclusively in the housing base body.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Filtergehäuse sind häufig zweiteilig ausgestaltet mit zwei in etwa volumenmäßig ähnlich dimensionierten Gehäuseteilen. Bei diesen bekannten Filtergehäusen ist der Einlass für ungefiltertes flüssiges Metall üblicherweise mittig senkrecht zu der Teilungsebene des Gehäuses ausgeführt, so dass der Einlass sich dann hälftig in der ersten und der zweiten Hälfte des Gehäuses befindet. Nachteilig bei dieser Ausgestaltung ist jedoch, dass es erfahrungsgemäß beim Zusammenlegen der beiden Gehäusehälften zu Beschädigungen des Filtergehäuses kommen kann, wie z.B. Abplatzungen und Rissen im feuerfesten Material. Dies kann beim Durchströmen des flüssigen Metalls zu weiteren unerwünschten Effekten, wie zum Beispiel Erosionen und Einspülungen des Hinterfüllmateriales in das System, und damit zum vorzeitigen Blockieren des bzw. der Filterelemente, oder dem Austritt des flüssigen Materials aus dem System, führen. Durch die stabile Ausführung des Einlasses in einem Stück ohne Trennung der Gehäuseteile wird dies vermieden. Des Weiteren ist nach der vorliegenden Erfindung eine robustere und belastbarere Verbindung zwischen dem Einlass in das Filtergehäuse und dem zuführenden Gießsystem gegeben, und der Zusammenbau wird deutlich einfacher. Bei dem Gießsystem handelt es sich z.B. um einfache feuerfeste Rohre, welche mittels Steckverbindungen in den Einlass und i.d.R. auch in den Auslass geschoben bzw. mit diesem gekuppelt werden. The filter housings known from the prior art are often designed in two parts with two housing parts that are roughly similarly dimensioned in terms of volume. In these known filter housings, the inlet for unfiltered liquid metal is usually designed centrally perpendicular to the dividing plane of the housing, so that the inlet is then located half in the first and half in the second half of the housing. The disadvantage of this design, however, is that experience has shown that when the two housing halves are put together, damage to the filter housing can occur, such as chipping and cracks in the refractory material. This can lead to further undesirable effects when the liquid metal flows through, such as erosion and flushing of the backfill material into the system, and thus to premature blocking of the filter element(s) or the escape of the liquid material from the system. This is avoided by the stable design of the inlet in one piece without separating the housing parts. Furthermore, the present invention provides a more robust and resilient connection between the inlet in the filter housing and the supply pouring system, and assembly is significantly easier. The pouring system consists of simple fireproof pipes, for example, which are pushed into the inlet and usually also into the outlet or coupled to it using plug-in connections.

Innerhalb des Filtergehäuses, welches zumindest vom Filtergrundkörper und vom Filterdeckel gebildet wird, befindet sich das Filterelement. Das Filterelement, welches insbesondere aus einer Schaumkeramik gebildet ist, ist ein rohrförmiger Körper und kann zusätzlich kegelförmig oder pyramidenstumpfförmig sein. Weiterhin umfasst das Filterelement eine äußere Mantelfläche und eine innere Mantelfläche. Diese Ausgestaltungen haben den Vorteil, dass die nutzbare Filterfläche gegenüber herkömmlichen plattenförmigen, flächigen Filterelementen erheblich vergrößert ist. Das Filterelement weist zudem einen Filterelementinnenraum für flüssiges Metall auf. Der Filterelementinnenraum zur Aufnahme von flüssigem Metall wird wenigstens teilweise von der inneren Mantelfläche des Filterelements begrenzt. Das Filterelement erstreckt sich entlang einer Längsachse und weist zumindest ein erstes Ende und ein dem ersten Ende im Wesentlichen gegenüberliegendes zweites Ende auf. Das Filterelement ist an einem oder an beiden Enden offen, vorzugsweise an beiden Enden. Im Bereich der Längsachse ist das Filterelement hohl. Es kann aber auch an einem Ende einen verschlossenen Boden ausweisen. Dann hat das rohrförmige Filterelement eine Becherform. Das flüssige Metall im Innenraum des Filterelementinnenraum füllt sich oder entleert sich dann über das nur eine offene Rohrende. The filter element is located inside the filter housing, which is formed at least by the filter base body and the filter cover. The filter element, which is formed in particular from a foam ceramic, is a tubular body and can also be conical or truncated pyramid-shaped. The filter element also comprises an outer surface and an inner surface. These designs have the advantage that the usable filter surface is considerably larger than conventional plate-shaped, flat filter elements. The filter element also has a filter element interior for liquid metal. The filter element interior for receiving liquid metal is at least partially delimited by the inner surface of the filter element. The filter element extends along a longitudinal axis and has at least a first end and a second end substantially opposite the first end. The filter element is open at one or both ends, preferably at both ends. In the region of the longitudinal axis, the filter element is hollow. However, it can also have a closed base at one end. The tubular filter element then has a cup shape. The liquid metal inside the filter element fills up or empties itself through the only open pipe end.

Der Filterelementinnenraum weist vorzugsweise gefiltertes flüssiges Metall auf und entleert sich über eine Öffnung im Filterdeckel oder Filtergrundkörper und in beidem, vorzugsweise im Filterdeckel. Die Öffnung oder Öffnungen sind dann Auslässe. The filter element interior preferably contains filtered liquid metal and is emptied via an opening in the filter cover or filter base and in both, preferably in the filter cover. The opening or openings are then outlets.

Das Filterelement weist somit zumindest an einem ersten Ende eine Öffnung auf, vorzugsweise weist das Filterelement auch am zweiten Ende eine zweite Öffnung auf. Die Öffnung am ersten Ende liegt vorzugsweise der Öffnung am zweiten Ende im Wesentlichen gegenüber. Das Filterelement ist so ausgebildet, dass in einem anwendungsgemäßen Verfahren eines Metallgusses ungefiltertes flüssiges Metall durch den Einlass des Filtergehäuses gelangt und anschließend auf die äußere Mantelfläche des Filterelements trifft. Das ungefilterte flüssige Metall gelangt durch die äußere Mantelfläche des Filterelements in den Filterelementinnenraum des Filterelements, welcher durch die innere Mantelfläche zumindest teilweise gebildet wird. Im Inneren des Filterelementinnenraums befindet sich dann gefiltertes flüssiges Metall. Die Öffnung des Filterelements, welche sich an dem ersten Ende des Filterelements befindet, ist mit dem Auslass des Filtergehäuses, bevorzugt in dem Filterdeckel, fluidverbunden, sodass gefiltertes flüssiges Metall aus dem Filterelementinnenraum des Filterelements durch den Auslass im Filtergehäuse, insbesondere im Filterdeckel, aus dem erfindungsgemäßen Filter in die Gießform gelangen kann. Die Flussrichtung des flüssigen Metalls kann jedoch auch umgekehrt erfolgen. The filter element thus has an opening at least at a first end, and preferably the filter element also has a second opening at the second end. The opening at the first end is preferably substantially opposite the opening at the second end. The filter element is designed in such a way that, in a metal casting process according to the application, unfiltered liquid metal passes through the inlet of the filter housing and then hits the outer surface of the filter element. The unfiltered liquid metal passes through the outer surface of the filter element into the filter element interior of the filter element, which is at least partially formed by the inner surface. Filtered liquid metal is then located inside the filter element interior. The opening of the filter element, which is located at the first end of the filter element, is fluidically connected to the outlet of the filter housing, preferably in the filter cover, so that filtered liquid metal from the filter element interior of the filter element can pass through the outlet in the filter housing, in particular in the filter cover, from the filter according to the invention into the casting mold. The flow direction of the liquid metal can also be the other way around, however.

Das Filterelement ist bevorzugt mittig im Filtergehäuse angeordnet. The filter element is preferably arranged centrally in the filter housing.

Filtergrundkörper und Filterdeckel können auch so ausgeführt sein, dass der Filtergrundkörper über mehrere Aufnahmen für Filterelemente verfügt und dass auch der Filterdeckel entsprechend angepasst ist. Dann verfügen Filtergrundkörper und Filterdeckel zumindest über eine Anzahl von Öffnungen bzw. Auslässen, die der Anzahl der Filterelemente entspricht oder größer ist, wenn pro oder für einzelne Filterelemente zwei Öffnungen bzw. Auslässe vorgesehen sind, jeweils einer im Filterdeckel und einer im Filtergrundkörper. The filter base body and filter cover can also be designed in such a way that the filter base body has several receptacles for filter elements and that the filter cover is also adapted accordingly. The filter base body and filter cover then have at least a number of openings or outlets that corresponds to the number of filter elements or is greater if two openings or outlets are provided for each or for individual filter elements, one in the filter cover and one in the filter base body.

Erfindungsgemäß sind der Filtergrundkörper und der Filterdeckel miteinander verbindbar und weisen Verbindungsstrukturen auf. Erfindungsgemäß sind die Verbindungsstrukturen so ausgestaltet, dass bei einer Drehung des Filterdeckels relativ zum Filtergrundkörper, insbesondere um die Längsachse des Filterelements, die Höhe des Filtergehäuses und insbesondere die Einbauhöhe für das Filterelement entlang der Längsachse des Filterelements zu- oder abnimmt. Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung ist es möglich, dass Fertigungstoleranzen der Filterelemente, welche zumeist produktionsbedingt entstehen, ausgeglichen werden können. Üblicherweise weisen die eingesetzten Filterelemente Fertigungstoleranzen von einigen Millimetern auf. According to the invention, the filter base body and the filter cover can be connected to one another and have connecting structures. According to the invention, the connecting structures are designed such that when the filter cover is rotated relative to the filter base body, in particular about the longitudinal axis of the filter element, the height of the filter housing and in particular the installation height for the filter element increases or decreases along the longitudinal axis of the filter element. This design according to the invention makes it possible to compensate for manufacturing tolerances of the filter elements, which mostly arise due to production. The filter elements used usually have manufacturing tolerances of a few millimeters.

Dadurch kann es passieren, dass beim Einsetzen dieser Filterelemente in ein herkömmliches, aus dem Stand der Technik bekanntes Filtergehäuse, die Filtrierleistung des Filters verringert wird, da das Filterelement nicht ausreichend bzw. nur schlecht innerhalb des Filtergehäuses angeordnet werden kann. Ebenso kann dann flüssiges Metall aus dem Filtergehäuse austreten oder das flüssige Metall passiert das Filterelement an einem oder beiden Enden zwischen Filtergehäuse und Filterelement oder Filtergehäuse und Filterdeckel ohne filtriert zu werden. Dies ist ungewünscht, da unfiltriertes Metall die Qualität eines Gussstückes verschlechteren kann. As a result, it may happen that when these filter elements are inserted into a conventional filter housing known from the state of the art, the filtering performance of the filter is reduced because the filter element cannot be adequately or only poorly positioned within the filter housing. Likewise, liquid metal can then leak out of the filter housing or the liquid metal can pass through the filter element at one or both ends between the filter housing and the filter element or the filter housing and the filter cover without being filtered. This is undesirable because unfiltered metal can deteriorate the quality of a casting.

Die Verbindungsstrukturen, welche den Filtergrundkörper und den Filterdeckel miteinander verbinden können unterschiedliche Ausgestaltung haben. Nach einer ersten Ausgestaltung sind die Verbindungsstrukturen als zumindest zwei, vorzugsweise zumindest drei Auflageflächen ausgebildet, wobei die Auflageflächen sich kreisförmig um die Längsachse des Filterelements winden und als schiefe Ebenen korrespondierend am Filtergrundkörper und im Filterdeckel ausgebildet sind, sodass bei einer Drehbewegung des Filterdeckels relativ zum Filtergrundkörper sich die Höhe des Filtergehäuses und damit die Einbauhöhe für das Filterelement verringert oder vergrößert. The connecting structures that connect the filter base body and the filter cover to one another can have different designs. According to a first design, the connecting structures are designed as at least two, preferably at least three support surfaces, wherein the support surfaces wind in a circle around the longitudinal axis of the filter element and are designed as inclined planes corresponding to the filter base body and in the filter cover, so that when the filter cover rotates relative to the filter base body, the height of the filter housing and thus the installation height for the filter element is reduced or increased.

Typischerweise weisen Filtergrundkörper und Filterdeckel korrespondierend jeweils 2 bis 8 schiefe Ebenen auf einer Kreisbahn auf, vorzugsweise die gleiche Anzahl am Filtergrundkörper und im Filterdeckel. Die schiefen Ebenen bilden insbesondere ein geschlossenes Band und liegen auf einer Kreisbahn, z.B. von oben betrachtet auf die schiefen Ebenen blickend in der Abfolge (z.B. für Filtergrundkörper und Filterdeckel in gleicher Drehrichtung, wenn jeweils von oben betrachtet): erste schiefe Ebene abfallend, Treppenstufe nach oben, zweite schiefe Ebene abfallend, Treppenstufe nach oben, dritte schiefe Ebene abfallend, Treppenstufe nach oben und anschließend an den Anfang der ersten schiefen Ebene und genauso für 2 oder 4 und mehr schiefe Ebenen. Typically, the filter base body and filter cover each have 2 to 8 inclined planes on a circular path, preferably the same number on the filter base body and in the filter cover. The inclined planes in particular form a closed band and lie on a circular path, e.g. when viewed from above, looking at the inclined planes in the following sequence (e.g. for the filter base body and filter cover in the same direction of rotation when viewed from above): first inclined plane sloping, step up, second inclined plane sloping, step up, third inclined plane sloping, step up and then to the beginning of the first inclined plane and the same for 2 or 4 or more inclined planes.

Die drei schiefen Ebenen im Filterdeckel und auf dem Filtergrundkörper 3 sind gleichartig, jedoch komplementär angeordnet, so dass jeweils eine Vertiefung der schiefen Ebene in eine Erhöhung der gegenüberliegenden schiefen Ebene eingreift und umgekehrt, wenn diese aufeinander zu liegen kommen, so dass sich beim Verdrehen des Filterdeckels relativ zum Filtergrundkörper in die eine Richtung die Höhe des Filtergehäuses und damit die Einbauhöhe entlang der Längsachse des Filterelements zunimmt und in die andere Richtung abnimmt. Wenn gegenüberliegende Treppenstufen aneinanderschlagen, sind die schiefen Ebenen maximal ineinander gefahren und das Minimum der Einbauhöhe ist erreicht. The three inclined planes in the filter cover and on the filter base body 3 are arranged in the same way but complementarily, so that a depression in the inclined plane engages in a raised area of the opposite inclined plane and vice versa when they come to rest on top of each other, so that when the filter cover is rotated relative to the filter base body in one direction, the height of the filter housing and thus the installation height along the longitudinal axis of the filter element increases and in the other direction it decreases. When opposite steps hit each other, the inclined planes have moved into each other to the maximum and the minimum installation height is reached.

Die Verbindungsstrukturen in Form der schiefen Ebenen sind im Filtergrundkörper und im Filterdeckel gegenläufig angeordnet, insbesondere jeweils mindestens zwei Verbindungsstrukturen im Filtergrundkörper und im Filterdeckel. Die Verbindungsstrukturen befinden sich an jeder der beiden Gehäuseteile (Filtergrundkörper und Filterdeckel) und ergänzen sich beim Schließen des Gehäuses zu paarweise entgegengesetzt aufeinanderliegenden schiefen Ebenen, die sich zu einem Kreis ergänzen. Somit ist es möglich, dass sich beim Verdrehen der beiden Gehäuseteile gegeneinander der Abstand zwischen Filtergrundkörper und im Filterdeckel in Bezug auf die Einbauhöhe des Filterelements bei geschlossenem Filtergehäuse verändern lässt. The connecting structures in the form of the inclined planes are arranged in opposite directions in the filter base body and in the filter cover, in particular at least two connecting structures in the filter base body and in the filter cover. The connecting structures are located on each of the two housing parts (filter body and filter cover) and when the housing is closed they complement each other to form pairs of inclined planes lying opposite one another, which form a circle. This means that when the two housing parts are rotated against each other, the distance between the filter body and the filter cover can be changed in relation to the installation height of the filter element when the filter housing is closed.

Damit ist es möglich, den zuvor beschriebenen Nachteil der Fertigungstoleranzen, insbesondere des Filterelements, zumindest in der Höhe der Filterelemente direkt auszugleichen und den Einsatz aller Teile des Systems, d.h. Filterelement und Filtergehäuseteile ohne Verwendung neuer oder speziell ausgesuchter Teile bzw. aufwändiger Nacharbeiten dersel- bigen passgenau zu gewährleisten. Diese Toleranzen des Filterelements, welche zumeist in der Länge (Höhe) des Filterelements auftreten, können nun leicht ausgeglichen werden, ohne dass es notwendig ist, Filterelement und Gehäuse im Vorfeld einzeln zu prüfen und gezielt aufeinander abzustimmen. Dies wird dadurch ermöglicht, dass durch Verdrehen des Filterdeckels relativ zum Filtergrundkörper die Höhe des Filtergehäuses entlang der Längsachse des Filterelements zu- oder abnimmt. This makes it possible to directly compensate for the previously described disadvantage of manufacturing tolerances, particularly of the filter element, at least in the height of the filter elements and to ensure that all parts of the system, i.e. filter element and filter housing parts, fit together precisely without using new or specially selected parts or expensive reworking of the same. These tolerances of the filter element, which mostly occur in the length (height) of the filter element, can now be easily compensated without it being necessary to check the filter element and housing individually in advance and to specifically match them to one another. This is made possible by the fact that by rotating the filter cover relative to the filter base body, the height of the filter housing increases or decreases along the longitudinal axis of the filter element.

Über die Verschiebung der Verbindungsstrukturen in Form von schiefen Ebenen gegeneinander können die Fertigungstoleranzen des Filterelements leicht ausgeglichen werden, und das Filterelement problemlos im Filtergehäuse angeordnet werden. Der Bereich der Verschiebung der Verbindungsstrukturen kann sich über mehrere Millimeter erstrecken, so dass auch größere Toleranzen ausgeglichen werden können, z.B. in Der Höhe 4 bis 18 mm, insbesondere 6 bis 12 mm. By shifting the connecting structures in the form of inclined planes against each other, the manufacturing tolerances of the filter element can be easily compensated and the filter element can be easily arranged in the filter housing. The range of displacement of the connecting structures can extend over several millimeters, so that even larger tolerances can be compensated, e.g. in height 4 to 18 mm, in particular 6 to 12 mm.

Am Ende der jeweiligen schiefen Ebenen ist vorzugsweise eine kurze, horizontal verlaufende Fläche vorgesehen (Endflächen der schiefen Ebenen), um bei Ausnutzung der vollen Ausgleichsdistanz eine definierte Endstellung zu erreichen. Grundsätzlich können diese schiefen Ebenen und Flächen auch eine Oberflächenstruktur aufweisen, wie eine Verzahnung oder vordefinierte Rastpunkte. Dies kann durch eine außen an den Gehäuseteilen angebrachte oder ins Material eingearbeitete Anzeige oder Skala unterstützt werden, um zum Beispiel den Abstand der beiden Gehäuseteile in geeigneter Weise zu visualisieren. Weiterhin können die Verbindungsstrukturen zwischen Filtergrundkörper und Filterdeckel als Gewinde ausgeführt sein, so z.B. als Außengewinde am Filtergrundkörper und als Innengewinde am Filterdeckel, oder auch umgekehrt. Damit wird eine formschlüssige Verbindung beider Gehäuseteile hergestellt. Dann sind weitere Maßnahmen zur nachträglichen Schaffung einer Formschlüssigkeit der Gehäuseteile zum Beispiel für ein einfacheres Handling oder Zwischenlagerung nicht notwendig. Diese Gewinde kann aus dem gleichen Material wie die Gehäuseteile bestehen, aber auch aus anderem, dafür geeignetem Material oder dafür geeigneten Methoden auf die Gehäuseteile aufgebracht werden (z.B. durch Kleben). Dabei kann die Struktur, Form und Darstellung der Gewinde durchaus unterschiedlich sein. Es ist z.B. auch möglich als Gewinde mehrere Bolzen in einem Gewindegang laufen. At the end of each inclined plane, a short, horizontal surface is preferably provided (end surfaces of the inclined planes) in order to achieve a defined end position when the full compensation distance is used. In principle, these inclined planes and surfaces can also have a surface structure, such as teeth or predefined locking points. This can be supported by a display or scale attached to the outside of the housing parts or incorporated into the material, for example to visualize the distance between the two housing parts in a suitable manner. Furthermore, the connecting structures between the filter base and the filter cover can be designed as threads, for example as an external thread on the filter base and an internal thread on the filter cover, or vice versa. This creates a positive connection between the two housing parts. In this case, further measures to subsequently create a positive connection between the housing parts, for example for easier handling or intermediate storage, are not necessary. This thread can be made of the same material as the housing parts, but can also be made of another suitable material or applied to the housing parts using suitable methods (e.g. by gluing). The structure, shape and appearance of the threads can be very different. It is also possible, for example, for several bolts to run in one thread.

Der ringförmige Bereich um das Filterelement herum im Filtergehäuse, in welchen flüssiges Metall einströmt, weist in einer Ausgestaltung keinen gleichbleibenden Querschnitt auf, sondern dieser Querschnitt verringert sich entgegen der Strömungsrichtung zurück zum Einlass bis zu einem Bereich, wo er wieder auf den offenen Querschnitt des Einlasses in der Innenseite des Filtergrundkörpers trifft. Dieser Bereich ist z.B. schiffsbugartig ausgeführt und soll die umlaufende Strömung möglichst wirbelarm wieder mit der einlaufenden Strömung zusammenführen. In one embodiment, the ring-shaped area around the filter element in the filter housing, into which liquid metal flows, does not have a constant cross-section, but rather this cross-section decreases against the direction of flow back to the inlet to an area where it meets the open cross-section of the inlet on the inside of the filter body. This area is designed like a ship's bow, for example, and is intended to bring the circulating flow back together with the incoming flow with as little turbulence as possible.

Die Verringerung des Querschnittes des zwischen Filterelement und Gehäusewand des Filtergrundkörpers vorhandenen Kanals im Bereich des Einlasses sorgt dafür, dass die Druckverhältnisse in diesem Kanal nicht zu unterschiedlich sind, da schon beim Einströmen des Metalls in den Kanal um das Filterelement herum ein Teil direkt in das Filterelement strömt und so für eine Volumenabnahme im Ringkanal sorgt. The reduction of the cross-section of the channel between the filter element and the housing wall of the filter base body in the area of the inlet ensures that the pressure conditions in this channel are not too different, since as the metal flows into the channel around the filter element, a part flows directly into the filter element and thus ensures a decrease in volume in the ring channel.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist das Filtergehäuse des erfindungsgemäßen Filters wenigstens zwei Auslässe für gefiltertes flüssiges Metall auf. In dieser Ausgestaltung ist es erforderlich, dass das Filterelement zwei Öffnungen aufweist, eine am ersten Ende sowie eine am zweiten Ende, wobei die Öffnungen sich im Wesentlichen gegenüberliegen (insbesondere diametral gegenüberliegend). Es ist weiter bevorzugt, dass der eine Auslass für gefiltertes flüssiges Metall dem anderen Auslass für gefiltertes flüssiges Metall im Wesentlichen gegenüberliegend (insbesondere diametral gegenüberliegend) angeordnet ist. Ebenfalls ist es bevorzugt, dass die Öffnung des Filterelements am zweiten Ende mit dem weiteren Auslass (unmittelbar) fluidverbunden ist. Nach dieser Ausführungsform ist der Auslass für gefiltertes flüssiges Metall im Filterdeckel und der weitere Auslass für gefiltertes flüssiges Metall im Filtergrundkörper angeordnet. Durch das Vorhandensein von zwei Auslässen oder der Alternative zwischen zwei Auslässen, kann das Gießsystem vielfältiger eingesetzt werden und der Aufbau des Gießsystems vereinfacht werden. In a further preferred embodiment, the filter housing of the filter according to the invention has at least two outlets for filtered liquid metal. In this embodiment, it is necessary for the filter element to have two openings, one at the first end and one at the second end, wherein the openings are substantially opposite one another (in particular diametrically opposite one another). It is further preferred that one outlet for filtered liquid metal is arranged substantially opposite one another (in particular diametrically opposite one another) to the other outlet for filtered liquid metal. It is also preferred that the opening of the filter element at the second end is (directly) fluidically connected to the further outlet. According to this embodiment, the outlet for filtered liquid metal is arranged in the filter cover and the further outlet for filtered liquid metal is arranged in the filter base body. The presence of two outlets or the alternative between two outlets means that the casting system can be used in a wider variety of ways and the structure of the casting system can be simplified.

Als Alternative kann wahlweise einer der Auslässe mittels einer Platte (insbesondere einer Platte gleicher Form) verschlossen werden, wenn es die Auslegung und/oder konstruktive Gestalt des Gussteiles erfordert, z.B. mittels Einkleben der Platte in den Auslass. Dadurch ist eine einfache und schnelle Anpassung des Filtersystems an die jeweiligen Erfordernisse möglich. Auch ist es möglich, dass das Filterelement eine Becherform hat, wobei der Boden des Bechers für das flüssige Metall nicht durchlässig ist und so eine Öffnung verschlossen werden kann, d.h. nach dieser Ausgestaltung muss keine Platte in den Auslass geklebt werden. Alternatively, one of the outlets can be closed using a plate (particularly a plate of the same shape) if the design and/or structural shape of the cast part requires it, e.g. by gluing the plate into the outlet. This allows the filter system to be adapted to the respective requirements quickly and easily. It is also possible for the filter element to have a cup shape, whereby the bottom of the cup is not permeable to the liquid metal and an opening can thus be closed, i.e. with this design, no plate needs to be glued into the outlet.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der Einlass für ungefiltertes flüssiges Metall und das Filterelement fluidverbunden. Auch unabhängig hiervon ist es bevorzugt, dass der Einlass für ungefiltertes flüssiges Metall und der Auslass für gefiltertes flüssiges Metall im Wesentlichen orthogonal zueinander angeordnet sind. In a further preferred embodiment, the inlet for unfiltered liquid metal and the filter element are fluidically connected. Independently of this, it is also preferred that the inlet for unfiltered liquid metal and the outlet for filtered liquid metal are arranged substantially orthogonally to one another.

Weiter bevorzugt ist der Einlass für ungefiltertes flüssiges Metall konusartig ausgebildet, beziehungsweise weist eine Konizität auf, wobei sich der Durchmesser in Richtung des Filterelements verjüngt (egal ob die Öffnung im Filtergrundkörper oder im Filterdeckel Einlass ist). Nach einer weiteren Ausgestaltung, wenn die Öffnung im Filtergrundkörper Einlass ist, ist die Öffnung so ausgerichtet, dass das flüssige Material radial einströmt. Durch eine oder beide dieser Ausgestaltung wird erreicht, dass beim Eintreten des ungefilterten flüssigen Metalls in das Filtergehäuse die Kraft beim Auftreffen des ungefilterten flüssigen Metalls auf das Filterelement verringert wird. Insbesondere kann verhindert werden, dass die einströmende Schmelze bei Befüllung des Filtergehäuses mit ungefiltertem flüssigen Metall direkt auf die Wand des Filterelementes prallt. Durch diese bevorzugte Ausgestaltung kann zusätzlich verhindert werden, dass das Filterelement beschädigt wird oder gar bricht. The inlet for unfiltered liquid metal is also preferably designed in a conical manner or has a conicity, with the diameter tapering in the direction of the filter element (regardless of whether the opening is in the filter base body or in the filter cover). According to a further embodiment, if the opening in the filter base body is an inlet, the opening is aligned so that the liquid material flows in radially. One or both of these embodiments ensure that when the unfiltered liquid metal enters the filter housing, the force when the unfiltered liquid metal hits the filter element is reduced. In particular, it can be prevented that the inflowing melt hits the wall of the filter element directly when the filter housing is filled with unfiltered liquid metal. This preferred embodiment can also prevent the filter element from being damaged or even breaking.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der Filterdeckel an der Unterseite mit einem oder zwei umlaufenden Krägen versehen, wobei der Kragen mit der äußeren Mantelfläche und/oder mit der inneren Mantelfläche des Filterelements in Kontakt steht. Ebenso kann nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ein umlaufender Kragen am Boden des Filtergrundkörpers angeordnet sein, wobei der Kragen mit der äußeren Mantelfläche und/oder mit der inneren Mantelfläche des Filterelements in Kontakt steht. Nach einer anderen Ausgestaltung ist es ebenso möglich, dass das Filterelement mit einer ringförmigen Vertiefung im Filterdeckel und/oder im Filtergrundkörper fixiert wird. Auch Mischformen zwischen diesen Alternativen sind möglich. Durch eine oder beide der obigen Ausgestaltungen des Filterdeckels und/oder des Filtergrundkörpers kann das innerhalb des Filtergehäuses befindliche Filterelement stabil angeordnet werden und verhindert werden, dass beim Eintreten von ungefiltertem flüssigem Metall in das Filtergehäuse durch den Einlass das Filterelement innerhalb des Filtergehäuses verrutscht. Weiterhin kann durch diese bevorzugte Ausgestaltung verhindert werden, dass flüssiges Metall einen etwaigen schmalen Spalt zwischen Filterelement und Unterseite des Filterdeckels oder Filterelement und Boden des Filtergrundkörpers passieren kann. According to a further preferred embodiment, the filter cover is provided on the underside with one or two circumferential collars, wherein the collar is in contact with the outer surface and/or with the inner surface of the filter element. Likewise, according to a further preferred embodiment, a circumferential collar can be arranged on the bottom of the filter base body, wherein the collar is in contact with the outer surface and/or with the inner surface of the filter element. According to another embodiment, it is also possible for the filter element to be fixed with an annular recess in the filter cover and/or in the filter base body. Mixed forms between these alternatives are also possible. By using one or both of the above embodiments of the filter cover and/or the filter base body, the filter element located inside the filter housing can be arranged in a stable manner and it can be prevented that the filter element slips inside the filter housing when unfiltered liquid metal enters the filter housing through the inlet. Furthermore, this preferred embodiment can prevent liquid metal from passing through any narrow gap between the filter element and the underside of the filter cover or the filter element and the bottom of the filter base body.

In einer noch weiter bevorzugten Ausgestaltung können Erhebungen (auch „Filtersupports“ genannt) an der Unterseite des Filterdeckels und/oder am Boden des Filtergrundkörpers im Filtergrundkörper vorgesehen sein, die das Filterelement in Richtung der Längsachse festlegen und am oberen und/oder unteren Rand des Filterelements ansetzen. In an even more preferred embodiment, elevations (also called “filter supports”) can be provided on the underside of the filter cover and/or on the bottom of the filter base body in the filter base body, which fix the filter element in the direction of the longitudinal axis and are attached to the upper and/or lower edge of the filter element.

Diese Erhebungen können beispielsweise kreisrunde Geometrien aufweisen oder auch vom Kreis abweichende Geometrien, zum Beispiel n-eckig, ausgebildet sein. Insbesondere sind diese Erhebungen aus einem elastischen Material hergestellt, zum Beispiel aus einer formbaren und/oder elastischen feuerfesten Masse oder ähnlichem. Bei einer Drehung des Filterdeckels relativ zum Filtergrundkörper um die Längsachse des Filterelements nimmt die Höhe des Filtergehäuses entlang der Längsachse des Filterelements zu oder ab. In dieser bevorzugten Ausgestaltung treten die Erhebungen beim Zusammendrehen des Filtergehäuses (Zusammendrehen meint, dass die Höhe des Filtergehäuses entlang der Längsachse des Filterelements abnimmt) zunächst mit dem Filterelement in Kontakt. These elevations can, for example, have circular geometries or can also be designed in geometries that deviate from circles, for example n-sided. In particular, these elevations are made of an elastic material, for example a moldable and/or elastic fireproof mass or similar. When the filter cover is rotated relative to the filter base body about the longitudinal axis of the filter element, the height of the filter housing increases or decreases along the longitudinal axis of the filter element. In this preferred embodiment, the elevations first come into contact with the filter element when the filter housing is twisted together (twisting together means that the height of the filter housing decreases along the longitudinal axis of the filter element).

Dadurch kann verhindert werden, dass bei einem zu starken Zusammendrehen des Filtergehäuses das Filterelement beschädigt wird oder gar bricht, was unerwünscht ist. Ebenfalls sorgen Filtersupports am Kragen und/oder am zweiten Kragen dafür, dass das Filterelement stabil innerhalb des Filtergehäuses angeordnet ist. Die Gehäuseteile können durch Anwendung stoffschlüssiger Methoden (z.B. durch z.B. Kleben mit Heißkleber oder anderen Materialien) unlösbar miteinander verbunden werden, oder auch kraftschlüssig durch die Anwendung von Klammern, Schellen, Tape oder z.B. über den Umfang des Filterdeckels eingesteckten Sicherungsstiften, welche durch den überhängenden Deckel bis in den Filtergrundkörper führen. This prevents the filter element from being damaged or even breaking if the filter housing is tightened too much, which is undesirable. Filter supports on the collar and/or the second collar also ensure that the filter element is positioned stably within the filter housing. The housing parts can be permanently connected to one another by using material-locking methods (e.g. by gluing with hot glue or other materials), or by using force-locking clamps, tape or, for example, locking pins inserted around the circumference of the filter cover, which lead through the overhanging cover into the filter base body.

Die Erfindung wird durch die Figuren weiter erläutert, ohne auf diese beschränkt zu sein. Es zeigen The invention is further explained by the figures, without being limited to them. They show

Fig. 1 Ansicht auf einen erfindungsgemäßen Filter; Fig. 1 View of a filter according to the invention;

Fig. 2 Ansicht des Filtergrundkörpers mit eingesetztem Filterelement des Filters nach Fig. 1 ; Fig. 3 Draufsicht auf den Filtergrundkörper aus Fig. 2; Fig. 2 View of the filter base body with inserted filter element of the filter according to Fig. 1; Fig. 3 Top view of the filter base body from Fig. 2;

Fig. 4 Ansicht auf des Filterdeckels des Filters nach Fig. 1 ; Fig. 4 View of the filter cover of the filter according to Fig. 1;

Fig. 5 Draufsicht auf den Filterdeckel aus Fig. 4; Fig. 5 Top view of the filter cover from Fig. 4;

Fig. 6 und Fig. 7 Schnittansichten durch einen erfindungsgemäßen Filter nach Fig. 1 Fig. 8 und Fig. 9 einen Filter mit Außengewinde mit dem der Filterdeckel auf den Filtergrundkörper aufgeschraubt wird. Fig. 6 and Fig. 7 are sectional views through a filter according to the invention as shown in Fig. 1. Fig. 8 and Fig. 9 are a filter with an external thread with which the filter cover is screwed onto the filter base body.

Es ist für die Figuren 1 bis 9 auch möglich Einlass und Auslass zu tauschen und so eine andere Fließrichtung des Metalls zu ermöglichen. For figures 1 to 9 it is also possible to swap the inlet and outlet and thus enable a different flow direction of the metal.

Fig. 1 zeigt (teilweise mit Bezug auf Fig. 2) eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Filters 1 mit einem Filtergehäuse 2, welches einen Filterdeckel 4 und einen Filtergrundkörper 3 aufweist. Innerhalb des Filters 1 ist ein röhrenförmiges Filterelement 5 (nicht gezeigt) angeordnet. Im Filterdeckel 4 ist mittig ein Auslass 8 angeordnet. Unterhalb des Auslasses 8 befindet sich die Öffnung 11 des Filterelements 5. Durch den Auslass 8 kann gefiltertes flüssiges Metall aus dem Filterinnenraum 10 des Filterelements 5 (nicht gezeigt) durch die Öffnung 11 , welche mit dem Auslass 8 fluidverbunden ist, aus dem Filter 1 in die Gießform gelangen. Im Filtergrundkörper 3 ist ein Einlass 7 angeordnet. Fig. 1 shows (partially with reference to Fig. 2) a perspective view of a filter 1 according to the invention with a filter housing 2, which has a filter cover 4 and a filter base body 3. A tubular filter element 5 (not shown) is arranged inside the filter 1. An outlet 8 is arranged in the middle of the filter cover 4. The opening 11 of the filter element 5 is located below the outlet 8. Through the outlet 8, filtered liquid metal from the filter interior 10 of the filter element 5 (not shown) can pass through the opening 11, which is fluidly connected to the outlet 8, from the filter 1 into the casting mold. An inlet 7 is arranged in the filter base body 3.

Auslass 8 und Einlass 7 können bei entgegengesetzter Fließrichtung auch vertauscht sein bzw. neutral Öffnung genannt werden, dies gilt auch für die Patentansprüche (dann Auslass 7 und Einlass 8 und 8‘). Auslass 8 und Einlass 7 sind orthogonal zueinander angeordnet. Der Einlass 7 sowie der Auslass 8 des Filtergehäuses 2 verfügen je über eine Umlaufnut 12, welche die Kupplung des Filtergehäuses Gießrohren vereinfachen soll und eine schnelle Verbindung gewährleistet. Durch den Einlass kann flüssiges ungefiltertes Metall in das Innere des Filters 1 gelangen. Beim Eintreten von ungefiltertem flüssigem Metall in das Innere des Filtergehäuses 2 trifft das ungefilterte flüssige Metall auf das Filterelement 5 und fließt durch die Wände des Filterelements 5 in den Filterelementinnenraum 10 des Filterelements 5. Aus dem Filterelementinnenraum 10 des Filterelements 5 fließt flüssiges gefiltertes Metall durch die Öffnung 11 und den Auslass 8 über ein angeschlossenes Rohrsystem in die Gießform. Outlet 8 and inlet 7 can also be swapped if the flow direction is opposite or can be called a neutral opening; this also applies to the patent claims (then outlet 7 and inlet 8 and 8'). Outlet 8 and inlet 7 are arranged orthogonally to one another. Inlet 7 and outlet 8 of filter housing 2 each have a circumferential groove 12, which is intended to simplify the coupling of the filter housing to the pouring pipes and ensures a quick connection. Liquid, unfiltered metal can enter the interior of filter 1 through the inlet. When unfiltered liquid metal enters the interior of filter housing 2, the unfiltered liquid metal strikes filter element 5 and flows through the walls of filter element 5 into the filter element interior 10 of filter element 5. Liquid filtered metal flows from filter element interior 10 of filter element 5 through opening 11 and outlet 8 via a connected pipe system into the casting mold.

Fig. 2 und Fig. 3 zeigen einen Filtergrundkörper 3 und das Filterelement 5 als Teil eines erfindungsgemäßen Filters 1 mit einem Einlass 7 und einem in den Filtergrundkörper 3 eingesetzten rohrförmigen Filterelement 5. Das Filterelement 5 weist eine äußere Mantelfläche, eine innere Mantelfläche, eine Öffnung 11 sowie einen Filterelementinnenraum 10 auf. Das Filterelement 5 ist auf der Bodenfläche des Filtergrundkörpers 3 von einem Kragen 6 umgeben, welcher mit der äußeren Mantelfläche des Filterelements 5 in Kontakt steht. Durch diese Anordnung ist das Filterelement 5 stabil im Filtergrundkörper 3 angeordnet. Gleichzeitig verhindert diese Anordnung von Kragen 6 und Filterelement 5, dass ungefiltertes flüssiges Metall aus dem Raum für ungefiltertes flüssiges Metall 9 durch den Auslass 8 im Filterdeckel in die Gießform gelangen kann. Durch diese Anordnung des Filterelements 5 im Kragen 6 wird gewährleistet, dass ausschließlich gefiltertes flüssiges Metall aus dem Filterelementinnenraum 10 durch die Öffnung 11 und den Auslass 8 in die Gießform gelangt. Fig. 2 and Fig. 3 show a filter base body 3 and the filter element 5 as part of a filter 1 according to the invention with an inlet 7 and a tubular filter element 5 inserted into the filter base body 3. The filter element 5 has an outer surface, an inner surface, an opening 11 and a filter element interior 10. The filter element 5 is surrounded on the bottom surface of the filter base body 3 by a collar 6, which is in contact with the outer surface of the filter element 5. This arrangement ensures that the filter element 5 is arranged stably in the filter base body 3. At the same time, this arrangement of collar 6 and filter element 5 prevents unfiltered liquid metal from the space for unfiltered liquid metal 9 from entering the casting mold through the outlet 8 in the filter cover. This arrangement of the filter element 5 in the collar 6 ensures that only filtered liquid metal from the filter element interior 10 passes through the opening 11 and the outlet 8 into the casting mold.

Die äußere Mantelfläche des Filterelements 5 bildet eine geschlossene Filterfläche. Der Filterelementinnenraum 10 des Filterelements 5 wird durch die innere Mantelfläche des Filterelements 5 gebildet. Beim Eintreten von ungefiltertem flüssigem Metall durch die Öffnung 7 in den Raum für ungefiltertes flüssiges Metall 9 trifft das ungefilterte flüssige Metall auf die äußere Mantelfläche des Filterelements 5. Das ungefilterte flüssige Metall diffundiert durch die äußere Mantelfläche des Filterelements 5 in den Filterelementinnenraum 10 des Filterelements 5, in welchem sich gefiltertes flüssiges Metall ansammelt. Das gefilterte flüssige Metall kann anschließend durch die Öffnung 11 des Filterelements 5, welche mit dem Auslass 8 (nicht gezeigt) des Filterdeckels 4 (nicht gezeigt) fluidverbunden ist, in die Gießform (nicht gezeigt) fließen. Der Filtergrundkörper 3 weist als Teil der Verbindungsstruktur 14 des Filtergrundkörpers 3 drei schiefe Ebenen auf und drei gleichgroße Treppenstufen auf. Jede der drei schiefen Ebenen des Filtergrundkörpers 3 weist eine Endfläche 13 auf. Die Endfläche 13 endet dort, wo die Treppenstufe zum Anfang der nächsten schiefen Ebene heraufführt. Die Endfläche ist orthogonal zur Längsachse des Filterelements angeordnet oder anders ausgedrückt die schiefe Ebene hat an dieser Stelle die Steigung null. Jede Treppenstufe hat dieselbe Höhe. The outer surface of the filter element 5 forms a closed filter surface. The filter element interior 10 of the filter element 5 is formed by the inner surface of the filter element 5. When unfiltered liquid metal enters the space for unfiltered liquid metal 9 through the opening 7, the unfiltered liquid metal strikes the outer surface of the filter element 5. The unfiltered liquid metal diffuses through the outer surface of the filter element 5 into the filter element interior 10 of the filter element 5, in which filtered liquid metal collects. The filtered liquid metal can then flow into the casting mold (not shown) through the opening 11 of the filter element 5, which is fluidly connected to the outlet 8 (not shown) of the filter cover 4 (not shown). The filter base body 3 has, as part of the connecting structure 14 of the filter base body 3, three inclined planes and three steps of equal size. Each of the three inclined planes of the filter base body 3 has an end surface 13. The end surface 13 ends where the step leads up to the beginning of the next inclined plane. The end surface is arranged orthogonally to the longitudinal axis of the filter element or, in other words, the inclined plane has a zero gradient at this point. Each step has the same height.

Fig. 4 und Fig. 5 zeigen einen Filterdeckel 4 als Teil eines erfindungsgemäßen Filters 1 mit einem Auslass 8, durch welchen gefiltertes flüssiges Metall durch die Öffnung 11 aus dem Filterelementinnenraum 10 des Filterelements 5 (nicht gezeigt) (nicht gezeigt) in die Gießform (nicht gezeigt) fließen kann. Innerhalb des Kragens 6 sind drei Erhebungen (Filtersupports) 15 zwischen dem Kragen 6 und dem Auslass 8 im Filterdeckel 4 angeordnet. Die Erhebungen richten den Filterdeckel aus und verhindern, dass bei einem zu starken Zusammendrehen des Filtergehäuses das Filterelement beschädigt wird oder gar bricht. Der Filterdeckel 4 weist analog des Filtergrundkörpers 3 der Fig. 2 und 3 insgesamt drei schiefe Ebenen als Teil der Verbindungsstruktur 14 auf. Jede der drei schiefen Ebenen des Filterdeckels 4 weist eine Endfläche 13 mit einer Steigung 0 auf, woran sich eine Treppenstufe zum Beginn der nächsten schiefen Eben erhebt. Fig. 4 and Fig. 5 show a filter cover 4 as part of a filter 1 according to the invention with an outlet 8 through which filtered liquid metal can flow through the opening 11 from the filter element interior 10 of the filter element 5 (not shown) (not shown) into the casting mold (not shown). Inside the collar 6, three elevations (filter supports) 15 are arranged between the collar 6 and the outlet 8 in the filter cover 4. The elevations align the filter cover and prevent the filter element from being damaged or even breaking if the filter housing is twisted too tightly. The filter cover 4 has a total of three inclined planes as part of the connecting structure 14, analogous to the filter base body 3 in Figs. 2 and 3. Each of the three inclined planes of the filter cover 4 has an end surface 13 with a gradient 0, from which a step rises to the beginning of the next inclined plane.

Die drei schiefen Ebenen im Filterdeckel und auf dem Filtergrundkörper 3 sind gleichartig, jedoch komplementär angeordnet, so dass jeweils eine Vertiefung der schiefen Ebene in eine Erhöhung der gegenüberliegenden schiefen Ebene eingreift und umgekehrt, wenn diese aufeinander zu liegen kommen, so dass sich beim Verdrehen des Filterdeckels 4 relativ zum Filtergrundkörper 3 in die eine Richtung die Höhe des Filtergehäuses 2 und damit die Einbauhöhe entlang der Längsachse des Filterelements 5 zunimmt und in die andere Richtung abnimmt. The three inclined planes in the filter cover and on the filter base body 3 are arranged in the same way but complementarily, so that a depression of the inclined plane engages in a raised portion of the opposite inclined plane and vice versa when they come to rest on one another, so that when the filter cover 4 is rotated relative to the filter base body 3 in one direction, the height of the filter housing 2 and thus the installation height along the longitudinal axis of the filter element 5 increases and decreases in the other direction.

Fig. 6 und Fig. 7 zeigen einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Filter 1 , aufweisend ein Filtergehäuse 2 umfassend einen Filterdeckel 4 und einen Filtergrundkörper 3. Der Einlass 7 sowie der Auslass und der zweite Auslass 8‘ des Filtergehäuses 2 verfügen je über eine Umlaufnut 12, welche den Einsatz des Filtergehäuses mit den üblich Untergusssysteme vereinfachen soll und eine schnelle Verbindung gewährleistet. Innerhalb des Filters 1 ist ein rohrförmiges Filterelement 5 angeordnet. Das Filterelement weist eine Öffnung 11 und eine zweite Öffnung 11 *, welche der Öffnung 11 gegenüberliegend angeordnet ist, auf. Die Öffnung 11 ist mit dem Auslass 8, welcher im Filterdeckel 4 des erfindungsgemäßen Filters 1 angeordnet ist, (unmittelbar) fluidverbunden. Die zweite Öffnung 11 ‘ ist mit dem zweiten Auslass 8‘, welcher im Filtergrundkörper 3 des erfindungsgemäßen Filters 1 angeordnet ist, (unmittelbar) fluidverbunden. Durch den Einlass 7, welcher im Filtergrundkörper 3 angeordnet ist und konusartig ausgebildet ist, gelangt ungefiltertes flüssiges Metall in den Raum für ungefiltertes flüssiges Metall 9. Durch die konusartige Ausgestaltung des Einlasses 7 verringert sich der Querschnitt in Richtung des Filterelements 5, was dazu führt, dass sich die Fließgeschwindigkeit des einfließenden ungefilterten Metalls verringert. Das ungefilterte flüssige Metall trifft auf die äußere Mantelfläche des Filterelements 5 und fließt durch die äußere Mantelfläche des Filterelements 5, so dass sich gefiltertes flüssiges Metall im Filterelementinnenraum 10 des Filterelements 5 ansammelt. Dieses gefilterte flüssige Metall fließt anschließend durch die beiden Öffnungen 11 , 11 ‘ und die beiden Auslässe 8, 8‘ (Öffnungen im Filterdeckel bzw. Boden des Filtergrundkörpers) über ein angeschlossenes Rohrsystem in die Gießform (nicht gezeigt). Um beide Auslässe 8, 8‘ ist jeweils ein Kragen 6 der an der äußeren Mantelfläche anliegt, angeordnet, in welchem das Filterelement 5 angeordnet ist. Durch diese Anordnung ist das Filterelement 5 stabil im Filtergehäuse 2 angeordnet. Der Kragen 6 steht mit der äußeren Mantelfläche des Filterelements 5 in Kontakt. Durch diese Anordnung verhindert der Kragen 6, dass ungefiltertes flüssiges Metall aus dem Raum für ungefiltertes flüssiges Metall 9 durch einen der Auslässe 8, 8‘ in die Gießform gelangt. Beim Verdrehen des Filterdeckels 4 relativ zum Filtergrundkörper 3 ändert sich die Höhe des Filtergehäuses 2 entlang der Längsachse des Filterelements 5. Die in den Fig. 6 und Fig. 7 gezeigten erfindungsgemäßen Filter sind in Bezug auf Filtergrundkörper und Filterdeckel identisch mit dem Unterschied, dass Fig. 6 ein erfindungsgemäßer Filter 1 eingestellt auf eine minimaler Einbauhöhe mit einem kürzeren Filterelement 5 ist, d. h. mit minimaler Höhe des Filtergehäuses 2, wohingegen der in Fig. 7 gezeigte erfindungsgemäße Filter 1 auf die maximaler Einbauhöhe durch Drehen des Filterdeckels 4 gestellt ist und ein längeres Filterelement 5 zwischen Filterdeckel 4 und Filtergrundkörper 3 aufnimmt und festlegt. Fig. 6 and Fig. 7 show a section through a filter 1 according to the invention, having a filter housing 2 comprising a filter cover 4 and a filter base body 3. The inlet 7 as well as the outlet and the second outlet 8' of the filter housing 2 each have a circumferential groove 12, which is intended to simplify the use of the filter housing with the usual under-casting systems and ensures a quick connection. A tubular filter element 5 is arranged within the filter 1. The filter element has an opening 11 and a second opening 11 *, which is arranged opposite the opening 11. The opening 11 is (directly) fluidically connected to the outlet 8, which is arranged in the filter cover 4 of the filter 1 according to the invention. The second opening 11' is (directly) fluidically connected to the second outlet 8', which is arranged in the filter base body 3 of the filter 1 according to the invention. Unfiltered liquid metal enters the space for unfiltered liquid metal 9 through the inlet 7, which is arranged in the filter base body 3 and is conical. The conical design of the inlet 7 reduces the cross section in the direction of the filter element 5, which leads to the flow rate of the incoming unfiltered metal being reduced. The unfiltered liquid metal hits the outer surface of the filter element 5 and flows through the outer surface of the filter element 5, so that filtered liquid metal collects in the filter element interior 10 of the filter element 5. This filtered liquid metal then flows through the two openings 11, 11' and the two outlets 8, 8' (openings in the filter cover or bottom of the filter base body) via a connected pipe system into the casting mold (not shown). A collar 6 is arranged around each of the two outlets 8, 8', which rests on the outer surface and in which the filter element 5 is arranged. This arrangement ensures that the filter element 5 is arranged stably in the filter housing 2. The collar 6 is in contact with the outer surface of the filter element 5. This arrangement prevents unfiltered liquid metal from the space for unfiltered liquid metal 9 from entering the casting mold through one of the outlets 8, 8'. When the filter cover 4 is rotated relative to the filter base body 3, the height of the filter housing 2 changes along the longitudinal axis of the filter element 5. The filters according to the invention shown in Figs. 6 and 7 are identical in terms of filter base body and filter cover, with the difference that Fig. 6 is a filter 1 according to the invention set to a minimum installation height with a shorter filter element 5, ie with a minimum height of the filter housing 2, whereas the filter 1 according to the invention shown in Fig. 7 is set to the maximum installation height by rotating the filter cover 4 and receives and secures a longer filter element 5 between the filter cover 4 and the filter base body 3.

Fig. 8 und Fig. 9 zeigen einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Filter 1 nach einer anderen Ausgestaltung, der dem Filter nach den Figuren 1 bis 7 in allen Details entspricht, ausgenommen, dass die Verbindungsstruktur 14 eine andere. Das Filterelement 5 ist in den Fig. 8 und 9 nicht dargestellt, ist aber genauso angeordnet. Der Filterdeckel 4 umgreift den Filtergrundkörper 3 allerdings sind umlaufend außen in dem Filtergrundkörper 3 Gewindegänge eines Gewindes eingebracht, die in ein korrespondierendes Gewinde im Deckel innen eingreifen. Das Gewinde erlaubt die die Regulierung des Abstandes und ermöglicht zudem eine formschlüssige Verbindung der Gehäuseteile Filterdeckel 4 und Filtergrundkörper 3. Fig. 8 and Fig. 9 show a section through a filter 1 according to the invention according to a different design, which corresponds to the filter according to Figs. 1 to 7 in all details, except that the connecting structure 14 is different. The filter element 5 is not shown in Figs. 8 and 9, but is arranged in the same way. The filter cover 4 surrounds the filter base body 3, but threads of a thread are introduced all the way around the outside of the filter base body 3, which engage in a corresponding thread in the cover on the inside. The thread allows the distance to be regulated and also enables a positive connection of the housing parts filter cover 4 and filter base body 3.

Claims

Patentansprüche: Patent claims: 1. Filter (1) zum Filtrieren flüssigen Metalls, aufweisend: 1. Filter (1) for filtering liquid metal, comprising: - ein Filtergehäuse (2) und ein innerhalb des Filtergehäuses (2) angeordnetes Filterelement (5), - a filter housing (2) and a filter element (5) arranged within the filter housing (2), - wobei das Filtergehäuse (2) einen Filtergrundkörper (3) mit einem Boden und einen Filterdeckel (4) mit Unterseite umfasst, - wherein the filter housing (2) comprises a filter base body (3) with a bottom and a filter cover (4) with a bottom, - wobei das Filtergehäuse (2) wenigstens einen Einlass (7,8) für ungefiltertes flüssiges Metall und wenigstens einen Auslass (7,8) für gefiltertes flüssiges Metall aufweist,- wherein the filter housing (2) has at least one inlet (7,8) for unfiltered liquid metal and at least one outlet (7,8) for filtered liquid metal, - wobei das Filterelement (5) eine äußere Mantelfläche und eine innere Mantelfläche umfasst und einen von der inneren Mantelfläche zumindest teilweise begrenzten Filterelementinnenraum (10) für gefiltertes flüssiges Metall aufweist, - wherein the filter element (5) comprises an outer surface and an inner surface and has a filter element interior (10) for filtered liquid metal which is at least partially delimited by the inner surface, - wobei das Filterelement (5) rohrförmig ist und sich entlang einer Längsachse erstreckt und ein erstes Ende und ein dem ersten Ende im Wesentlichen gegenüberliegendes zweites Ende aufweist und sich ein Ende zum Boden des Filtergrundkörpers (3) und ein Ende zur Unterseite im Filterdeckel (4) hin erstreckt, - wherein the filter element (5) is tubular and extends along a longitudinal axis and has a first end and a second end substantially opposite the first end, one end extending to the bottom of the filter base body (3) and one end extending to the underside in the filter cover (4), - wobei das Filterelement (5) an zumindest dem ersten Ende eine Öffnung (11) aufweist,- wherein the filter element (5) has an opening (11) at at least the first end, - wobei die Öffnung (11) mit dem Einlass (7) oder Auslass (8), vorzugsweise Auslass (8), fluidverbunden ist, - wherein the opening (11) is fluidly connected to the inlet (7) or outlet (8), preferably outlet (8), - wobei der Filtergrundkörper (3) und der Filterdeckel (4) miteinander reversibel verbindbar sind und Verbindungsstrukturen (14) aufweisen, - wherein the filter base body (3) and the filter cover (4) are reversibly connectable to one another and have connecting structures (14), - wobei die Verbindungsstrukturen (14) so ausgestaltet sind, dass bei einer Drehung des Filterdeckels (4) relativ zum Filtergrundkörper (3) die Höhe des Filtergehäuses (2) und damit die Einbauhöhe für das Filterelement (5) entlang der Längsachse des Filterelements (5) zu- oder abnimmt, um das Filterelement (5) zwischen dem Boden des Filtergrundkörpers (3) und der Unterseite des Filterdeckel (4) festzulegen. - wherein the connecting structures (14) are designed such that when the filter cover (4) is rotated relative to the filter base body (3), the height of the filter housing (2) and thus the installation height for the filter element (5) increases or decreases along the longitudinal axis of the filter element (5) in order to fix the filter element (5) between the bottom of the filter base body (3) and the underside of the filter cover (4). 2. Filter nach Anspruch 1 , wobei der Einlass (7) für ungefiltertes flüssiges Metall im Filtergrundkörper (3) angeordnet ist. 2. Filter according to claim 1, wherein the inlet (7) for unfiltered liquid metal is arranged in the filter base body (3). 3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Auslass (8) im Filterdeckel (4) oder im Filtergrundkörper (3) angeordnet ist, vorzugsweise zumindest im Filterdeckel (4). 3. Filter according to claim 1 or 2, wherein the outlet (8) is arranged in the filter cover (4) or in the filter base body (3), preferably at least in the filter cover (4). 4. Filter nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei das rohrförmige Filterelement (5) ein kegelstumpfförmiger Körper oder ein pyramidenstumpfförmiger Körper ist, vorzugsweise ein rohrförmiger Körper mit einheitlicher Wandstärke, wobei das Filterelement bevorzugt aus einem oder mehreren Feuerfestmaterialien ist und insbesondere unter gebrannt ist. 4. Filter according to at least one of the preceding claims, wherein the tubular filter element (5) is a truncated cone-shaped body or a truncated pyramid-shaped body, preferably a tubular body with a uniform wall thickness, wherein the filter element is preferably made of one or more refractory materials and in particular is fired. 5. Filter nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Filtergrundkörper (3) und/oder der Filterdeckel (4) hergestellt ist aus einem oder mehreren Feuerfestmaterialien. 5. Filter according to at least one of the preceding claims, wherein the filter base body (3) and/or the filter cover (4) is made of one or more refractory materials. 6. Filter nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Einlass (7,8), das Filterelement (5) und der Auslass (8 / 8,8‘ oder 7/ 7,7“) fluidverbunden sind und/oder wobei der Einlass (7) und der Auslass (8) oder der Einlass (7) und die Auslässe (8,8‘) jeweils im Wesentlichen orthogonal zueinander angeordnet sind. 6. Filter according to at least one of the preceding claims, wherein the inlet (7,8), the filter element (5) and the outlet (8/8,8' or 7/7,7") are fluidically connected and/or wherein the inlet (7) and the outlet (8) or the inlet (7) and the outlets (8,8') are each arranged substantially orthogonally to one another. 7. Filter nach Anspruch 6, wobei der Einlass (8 / 8,8‘ oder 7/ 7,7“) konusförmig ausgebildet ist, insbesondere der der Einlass (7) in Richtung des Filterelements (5). 7. Filter according to claim 6, wherein the inlet (8 / 8.8' or 7/ 7.7") is conical, in particular the inlet (7) in the direction of the filter element (5). 8. Filter nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Boden des Filtergrundkörpers (3) und/oder die Unterseite des Filterdeckel (4) jeweils zumindest einen Kragen (6) oder eine ringförmige Vertiefung mit beidseitigem Rand aufweisen, wobei der Kragen (6) oder der Rand der Vertiefung mit der äußeren Mantelfläche und/oder der inneren Mantelfläche des Filterelements, wenigstens teilweise in Kontakt stehen. 8. Filter according to at least one of the preceding claims, wherein the bottom of the filter base body (3) and/or the underside of the filter cover (4) each have at least one collar (6) or an annular recess with an edge on both sides, wherein the collar (6) or the edge of the recess are at least partially in contact with the outer circumferential surface and/or the inner circumferential surface of the filter element. 9. Filter nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei beide Enden des Filterelements 5 eine Öffnung (11 , 11 ‘) aufweisen. 9. Filter according to at least one of the preceding claims, wherein both ends of the filter element 5 have an opening (11, 11'). 10. Filter nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Öffnung im Filterdeckel (4) und die ggf. vorhandene Öffnung im Filtergrundkörper (3) vorzugsweise als Auslass (8) ausgebildet ist/sind, und im Wesentlichen gegenüberliegen. 10. Filter according to at least one of the preceding claims, wherein the opening in the filter cover (4) and the possibly present opening in the filter base body (3) is/are preferably designed as an outlet (8) and are substantially opposite one another. 11 . Filter nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein oder mehrere Filtersupports (15), insbesondere jeweils drei, in Form von Erhebungen am Boden des Filtergrundkörpers (3) und/oder der Unterseite des Filterdeckels (4) angeordnet sind, um auf den Endflächen des Filterelements 5 anzugreifen und das Filterelements 5 festzulegen, wobei die Erhebungen vorzugsweise jeweils zwischen dem Auslass (8) und dem Kragen (6) angeordnet sind. 11. Filter according to at least one of the preceding claims, wherein one or more filter supports (15), in particular three in each case, are arranged in the form of elevations on the bottom of the filter base body (3) and/or the underside of the filter cover (4) in order to engage the end surfaces of the filter element 5 and to fix the filter element 5, wherein the elevations are preferably each arranged between the outlet (8) and the collar (6). 12. Filter nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Verbindungsstrukturen (14) als Auflageflächen in Form von jeweils zumindest zwei schiefen Ebenen, vorzugsweise zumindest drei schiefen Ebenen, im Filtergrundkörper (3) und im Filterdeckels (4), insbesondere verbunden mit jeweils der gleichen Anzahl von Treppenstufen, entlang einer Kreislinie ausgebildet sind, und die schiefen Ebenen am Filtergrundkörper (3) und im Filterdeckel (4) jeweils verdrehbar aufeinanderliegen. 12. Filter according to at least one of the preceding claims, wherein the connecting structures (14) are designed as support surfaces in the form of at least two inclined planes, preferably at least three inclined planes, in the filter base body (3) and in the filter cover (4), in particular connected with the same number of steps, along a circular line, and the inclined planes on the filter base body (3) and in the filter cover (4) each lie on top of one another in a rotatable manner. 13. Filter nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 12, wobei die Verbindungsstrukturen als Gewinde am Filtergrundkörper (3) und im Filterdeckel (4) ausgebildet sind und Filtergrundkörper (3) und im Filterdeckel (4) durch Verdrehen miteinander verschraubbar sind. 13. Filter according to at least one of the preceding claims 1 to 12, wherein the connecting structures are designed as threads on the filter base body (3) and in the filter cover (4) and the filter base body (3) and in the filter cover (4) can be screwed together by twisting. 14. Verwendung des Filters nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche zum Filtrieren von flüssigen Metallen, insbesondere in einem Gießprozess. 14. Use of the filter according to at least one of the preceding claims for filtering liquid metals, in particular in a casting process. 15. Gießsystem aufweisend den Filter nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 13 eingebettet in eine Gießform und Rohrverbindungen verbunden mit dem Filter. 15. Casting system comprising the filter according to at least one of the preceding claims 1 to 13 embedded in a casting mold and pipe connections connected to the filter.
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