DE1583647B1 - Einrichtung zum gieszen von metallen und anderen stoffen unter druck, insbesondere unter gasdruck, bei einwirkung eines gasgegendrucks - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zum Gießen von Metallen und anderen gießfähigen Stoffen unter Gasdruck bei gleichzeitiger Einwirkung eines Gasgegendrucks.

Es sind Einrichtungen zum Gießen von Metallen und anderen Stoffen unter Druck bekannt, bei denen die Schmelze unter der Wirkung eines Gasdrucks in die Gießform gebracht wird. Dabei herrscht in der Gießform selbst ein Druck, dessen Größe zweckmäßigerweise etwas niedriger gewählt wird, damit sich eine gewünschte Gießgeschwindigkeit einstellt die vorzugsweise so groß ist, daß die Schmelze im Laufe des Gießvorgangs (der mit dem Emporsteigen der Schmelze im Eingußrohr beginnt und mit dem Erstarren der die Form ausfüllenden Schmelze endet) keine Luft einwirbelt. Die Gießgeschwindigkeit ist also durch Regelung des Unterschiedes zwischen diesen beiden Drucken einzustellen. Dem Vorgang geht eine Vorbereitung voraus, bei der der Druck in allen Teilen der Einrichtung vom atmosphärisehen bis auf den gewünschten Wert erhöht wird. Nach Abschluß des Gießvorgangs wird der Druck vermindert, damit das fertige Gußstück aus der Form genommen werden kann. Bei diesen Übergangsvorgängen können unerwünschte Druckunterschiede zwischen den einzelnen Teilen der Einrichtung entstehen, die entweder ein vorzeitiges Emporsteigen der Schmelze in der Form oder das Eindringen von Luft durch das Eingußrohr in die Schmelzkammer zur Folge haben.

Die bekannten Druckgußanlagen mit Gasgegendruck, wie sie etwa aus der deutschen Auslegeschrift 1178 979 bekannt sind, haben den Nachteil, daß die genannten Störungen im Ablauf der Übergangsvorgänge auftreten und nur durch eine übermäßige Verlängerung der Ablaufdauer zu vermeiden sind, was sich wiederum auf die gesamte Produktionsleistung der Anlage ungünstig auswirkt. Die Gründe hierfür sind die diesen Vorgang kennzeichnenden stark schwankenden Druckverhältnisse in dem aus dem Eingußrohr und der Gießform bestehenden Gießraum, der zunächst mit Gas von Atmosphärendruck gefüllt ist. Zu Beginn des Gießvorgangs steigt der Druck im Gießraum auf den Betriebswert. Nach dem Füllen der Form mit Schmelze, wobei das Gas durch die Entlüftungsöffnungen der Gießform entweicht, sinkt der Druck wieder. Der Gießraum ist allseits von Wänden umgeben, die während des Gießvorgangs nacheinander mit Gas und mit Schmelze mit dem veränderlichen Flüssigkeitsspiegel der am Anfang des Eingußrohres stehenden Schmelze in Berührung treten, Gas und Schmelze gelangen dabei auch an die Entlüftungsöffnungen der Form, die nur das Gas — infolge ihrer geringen Abmessungen natürlich unter starker Drosselwirkung — hindurchlassen. Dieser Konstruktion ist der Nachteil zu eigen, daß selbst bei gleichen Drücken in der Kammer mit der Form und in der Kammer mit dem Schmelzraum durch die Drosselung in den Entlüftungskanälen die Drucksteigerung in der Form mit einer gewissen Verzögerung eintritt, so daß die Schmelze vorzeitig in die Form eindringt. Versucht man dieser willkürlichen Bewegung der Schmelze durch eine Verzögerung der Druckerhöhung im Schmelzraum entgegenzuwirken, so besteht die Gefahr, daß aus der Form durch das Eingußrohr Gas in den Schmelzraum gelangt, unabhängig von der damit verbundenen Verzögerung des Gießvorgangs.

Vorliegende Erfindung beseitigt diesen Nachteil der bekannten Druckgußanlagen mit Gasgegendruck dadurch, daß eine gesteuerte pneumatische Verbindung zwischen dem von der Gießform und dem Eingußrohr gebildeten Gießraum einerseits und der Schmelzkammer andererseits vorgesehen wird. Diese pneumatische Verbindung besteht zweckmäßigerweise in einer verschließbaren Öffnung, die in der Wand dieses Gießraums, d. h. in der Wand, die während des Gießens mit der Schmelze in Berührung kommt, ausgebildet ist und den Gießraum mit der Kammer des Schmelzbehälters verbindet. Im Gegensatz zu den bekannten Einrichtungen, bei denen — wie erwähnt — Druckänderungen nur vorsichtig und langsam vorgenommen werden können, schafft die erfindungsgemäße Öffnung den Vorteil, daß der in der gesamten Einrichtung herrschende Gasdruck schlagartig verändert, insbesondere erhöht werden kann, ohne daß dabei unkontrollierbare Mengen an Schmelze in die Gießform gelangen.

Verschließbare Öffnungen verschiedener Ausbildung zwischen Schmelzbehälter und Gießform bei Niederdruck-Gießvorrichtungen sind zwar aus der deutschen Auslegeschrift 1 209 253 bekannt. Diese Öffnungen dienen jedoch nicht der erfindungsgemäßen Drucksteuerung während des Gießvorgangs.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Gegendruckgußanlage mit unmittelbarer pneumatischer Verbindung zwischen der Gießform und dem Schmelzbehälter,

F i g. 2 die gleiche Anlage, jedoch mit einer mittelbaren Verbindung, die durch die Kammer mit der Gießform führt,

F i g. 3 eine praktische Ausführung der Verbindung des in Fig. 1 gezeigten Typs mit Ventil im Eingußrohr,

F i g. 4 eine andere Ausführung der Verbindung des gleichen Typs, bei der der Schmelzspiegel angehoben wird, und

F i g. 5 eine praktische Ausführung der Verbindung des in F i g. 2 gezeigten Typs mit beweglichem Teil der Gießform.

Bei der Anlage nach Fig. 1 wird der richtige Ablauf der Übergangsvorgänge durch eine Verbindung sichergestellt, die von einer verschließbaren Öffnung 1 zwischen den Räumen der Gießform 2 und einer Wärmeschutzkammer 3, in der ein Schmelzbehälter 4 angeordnet ist, gebildet wird. Wenn diese Öffnung offen ist, gelangt verdichtetes Gas aus einem Behälters über ein Absperrventile sowie Absperrventile 7 und 8 zu beiden Seiten der Anlage. Unabhängig von der Drosselung der Luft in Entlüftungskanälen 11, von den verschiedenen Widerständen, Volumina, Temperaturen und anderen Bedingungen verhindert die Öffnung 1, daß Schmelze durch das Eingußrohr 9 emporsteigt oder Luft durch dieses Rohr in den Schmelzbehälter 4 gelangt. Nach Erreichen des gewünschten Drucks wird die Öffnung 1 geschlossen, und durch entsprechende Steuerung der Absperrventile 7, 8 und 10 beginnt das Einpressen der Schmelze in die Form 2. Das hier vorhandene verdichtete Gas entweicht über die Entlüftungskanäle 11 in die Kammer 12 der Gießform 2.

Von gleicher Wirkung ist die in F i g. 2 dargestellte Anordnung der Druckausgleichsöffnung 1',

die die Gießform 2 mit der Kammer 12 verbindet. Auch hier stellt sie bei Öffnen die nötige Verbindung zwischen dem Raum der Form 2 und der Kammer 3 des Schmelzbehälters 4 her, wodurch die Drosselwirkung, die die Entlüftungskanäle 11 zur Folge hätten, falls die Verbindung bei erheblicher Gasgeschwindigkeit nur über diese stattfände, ausgeschaltet wird. Da im vorliegenden Fall die weitere Verbindung zwischen der Form 2 und der Kammer 3 des Schmelzbehälters 4 über die bestehenden Speisegasleitungen durch die Absperrventile 7 und 8 stattfindet, können die Widerstände im Gasstrom durch entsprechende Regelung dieser Ventile ausgeglichen werden. Eine solche Regelung kann auch durch ein Ausgleichventil 13 erfolgen, das die Kammer 12 der Gießform 2 mit der Kammer 3 des Schmelzbehälters 4 parallel zu den bestehenden Gasleitungen und Hähnen 7 und 8 verbindet.

F i g. 3 zeigt eine Ausführungsmöglichkeit der verschließbaren Öffnung 1 als Ventil, das auf be- ao kannte Weise von der Außenseite der Kammer des Schmelzbehälters her gesteuert wird.

Bei der beispielsweisen Ausführung nach F i g. 4 ist die verschließbare Öffnung la am unteren Ende des Eingußrohres 9 angeordnet, so daß sie während des Übergangsprozesses des Füllens der Anlage mit Druckgas oberhalb des Schmelzflüssigkeitsspiegels steht und sich nach Beginn des Gießprozesses durch Eintauchen in die Schmelze verschließt. Das Eintauchen geschieht beispielsweise durch Heben des Schmelzbehälters mit einer an sich bekannten Hubeinrichtung 14. Natürlich ist dasselbe Ergebnis auch durch Heben der ganzen Kammer 3 mit dem Schmelzbehälter, durch Absenken des Eingußrohres 9 mit der Form 2, durch Schwenken des Eingußrohres oder durch Heben des Niveaus der Metallschmelze mittels elektromagnetischer Pumpwirkung oder auf irgend eine ähnliche Art, die eine relative Verschiebung zwischen dem Schmelzniveau und dem Eingußrohr 9 zur Folge hat, erzielbar.

Bei der Ausführung nach F i g. 5 ist die verschließbare Öffnung 1' unmittelbar an der Wand der Gießform 2 angeordnet und als ein bewegliches Teil desselben ausgeführt, das durch an sich bekannte Mittel so verschoben wird, daß es während des Übergangsprozesses des Füllens der Anlage mit Druckgas angehoben und so die gewünschte pneumatische Verbindung hergestellt wird. Zu Beginn des Gießprozesses wird das Teil wieder abgesenkt, wodurch es die Öffnung 1' verschließt und die Form zum Füllen mit Schmelze vorbereitet. Je nach der Konstruktion der Gießform 2 kann das bewegliche Teil unterschiedlich gestaltet werden; beispielsweise kann auch ein Abheben des ganzen Teils der Form oder ein Trennen der ganzen Form von der Mündung des Eingußrohres erfolgen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Gießen von Metallen und anderen gießfähigen Stoffen unter Gasdruck bei gleichzeitiger Einwirkung eines Gasgegendrucks und entsprechender Wahl der die gewünschte Geschwindigkeit des Ausfüllens der Gießform gewährleistenden Druckgrößen, dadurch gekennzeichnet, daß in den Wänden des Eingußsystems (9) und der Gießform (2), die während des Gießens mit der Schmelze in Berührung treten, eine verschließbare, den von diesen Wänden eingeschlossenen Gießraum mit der Kammer (3) des Schmelzbehälters (4) verbindende Öffnung (1) vorgesehen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verschließbare Öffnung (1) an demjenigen Teil des Eingußrohres (9) angeordnet ist, der sich in der Kammer (3) mit dem Schmelzbehälter (4) befindet.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verschließbare Öffnung (1) unmittelbar an der Wand der Gießform (2) angeordnet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kammer (12) mit der Gießform (2) und der Kammer (3) mit dem Schmelzbehälter (4) ein diese beiden Kammern (12 und 3) miteinander verbindendes Ausgleichsventil (13) vorgesehen ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen