EP0070055B1 - Schleudergussanlage zur Herstellung von Präzisionsgussstücken - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
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- B22D13/00—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force
- B22D13/06—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force of solid or hollow bodies in moulds rotating around an axis arranged outside the mould
- B22D13/066—Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force of solid or hollow bodies in moulds rotating around an axis arranged outside the mould several moulds being disposed in a circle
Definitions
- the present invention relates to a centrifugal casting plant for the production of precision castings according to the preamble of claim 1 (US-A-2 829 408).
- Precision castings which are pure rotating bodies, can be produced in a centrifugal casting process without excessive loss of material due to sprue, risers and the like.
- the invention has for its object to provide a centrifugal casting system of the type mentioned, which enables largely damage-free insertion of thin-walled, in particular ceramic shapes.
- Such workpieces for the manufacture of which the subject of the invention is particularly suitable, are e.g. Turbine blades, but above all workpieces such as turbine wheels with radially extending shaped elements and other components rotating at high circumferential speed, which have very thin-walled shaped elements, must be as unbalanced as possible, also suffer high thermal and mechanical loads during operation and are therefore manufactured with a dense, non-porous structure have to.
- the diagram shows the main parts and the mode of operation of the system.
- a rotation plate 2 which is driven by a shaft 3.
- the upper end of this shaft is mounted in a bearing housing 4, the further mounting of this shaft and the drive unit, which will be discussed further below, are not shown.
- the rotation plate 2 receives a loose shell 5 made of refractory ceramic material, which is positively connected to the rotation plate 2 in such a way that when the rotation plate is driven, it is carried along in the circumferential direction, but can be removed from the rotation plate upwards or in without special manipulation can use this.
- the housing 1 is double-walled.
- the cooling water jacket 6 thus formed serves to cool the housing.
- cooling water is circulated therein by a pump (not shown).
- the housing can be sealed airtightly by a housing cover 7 with a conical edge support and rubber-elastic sealing rings, so that the interior of the housing 1 and an induction melting device 8 fastened on the housing cover 7 for casting under vacuum can be set.
- the distributor pan 11 with the inlet beaks 10a on the one hand and the workpiece molds 10 on the other hand are produced separately in a known manner according to the methods of precision casting technology and connected to one another with a ceramic binder.
- the mold 9 thus formed is then dried and fired together with the reusable ceramic shell 5.
- a finished casting mold 9 with four workpiece molds 10 for the casting of thin-walled rotors for tangential fans or the like is shown axonometrically in FIG. 2, partly in section.
- the distributor pan can be equipped with any larger number of workpiece shapes, as far as the available space allows, which increases the economic efficiency.
- the crucible 12, which receives the melting material 13 in block form, and an induction coil 14 of the induction melting device 8 are for the most part inside a housing 15.
- the connections, not shown, for sucking out the air for generating the vacuum and for any protective gas supply for the melting material can be provided on this housing 15 or on the housing 1.
- the outlet funnel 16 of the crucible 12 extends into the mold 9 below the upper edge thereof.
- the pouring of the molten metal could, however, just as well be carried out centrally in the axis of rotation of the rotary plate, a distributor cone, as shown in broken lines with the reference number 44 in FIG. 4, possibly being provided under the pouring point.
- a distributor cone as shown in broken lines with the reference number 44 in FIG. 4 possibly being provided under the pouring point.
- the centrifugal force evenly distributes the melt material over the inner circumference of the distributor pan 11 and into the workpiece molds 10 even without this measure.
- FIG. 3 shows a concrete embodiment of such a centrifugal casting system. Analog parts are provided with the same reference numbers as in FIG. 1.
- the lower part of this system consists of the housing 1 which is fixed in the circumferential direction, on the underside of which a bearing housing 17 and a drive unit 18 for the rotary actuator 2 are provided.
- This consists, for example, of a thyristor-controlled electric motor which drives the shaft of the rotary actuator 2 via a toothed, belt or chain drive.
- the speed of the electric motor is advantageously infinitely variable and a known type of control electronics, not shown, can prevent a reduction in speed when pouring the melted material into the distributor pan 11 due to the then increased moment of inertia.
- the practical upper limit for the speed of rotation of the rotation plate should be 500 1 / min considering the strength of the casting mold.
- the cooling water supply line 19 and the cooling water return line 20 for cooling the housing are indicated.
- a cycle includes lifting and lowering the housing 1, charging the crucible 12, evacuating the closed device and introducing an inert purge gas for the complete removal of air, melting, pouring and spinning and inserting an inert flood gas under a slight overpressure to the atmosphere to allow the housing cover to be removed after the casting is complete.
- a lower limit switch 30 triggers a signal which indicates the end of a cycle and switches off the corresponding delivery devices for pressure oil and gas and cuts off the power supply.
- the housing cover 7 and the induction melting device 8 are arranged on the head of the frame of the system.
- the housing cover 7, like the housing 1, is double-walled for the purpose of water cooling.
- the sealing against the housing is carried out by a round cord ring 32 inserted in the housing flange 31 with a conical inner surface.
- the induction melting device 8 is structurally separate from the housing cover 7 and is seated with a flange of its housing 15 on an intermediate flange 33 of the housing cover 7. A round cord ring is again used for sealing.
- the attachment of the induction welding device to the frame permits a small vertical displacement upwards from a fixed lower stop, which is limited by an upper limit switch 34.
- the limit switch 34 stops the lifting movement of the slide 21 with the housing 1 by triggering an interruption in the pressure oil supply in the hydraulic cylinder 23. In this way, when the housing is raised, a free, unstressed support of the housing cover 7 together with the induction melting device 8 on the housing flange 31 is obtained.
- a sight glass 35 is provided, and there is also a gas nozzle 36 for the supply of said purge or flood gas.
- the connections (not shown) for the evacuation can also expediently be provided on the housing 15 of the induction melting device, since, in contrast to the housing 1, this only carries out small lifting and lowering movements.
- the crucible 12 is charged by removing the crucible from the housing cover 7 downwards and placing it on the rotary plate 2.
- the cast material can then be used and the crucible fastened again in the housing cover 7.
- a horizontal, diametrical crossbar 37 of T-section is provided in the region of its discharge funnel 16 on the crucible, as can be seen from FIG. 3a inserted in FIG. 3, the ends of which rest on a support plate 38, which is on the inside Edge of the lower flange 39 of the housing cover 7 is welded, and are secured against twisting by two locking blocks 40 each.
- the casting material could also be inserted into the crucible from the top of the induction melting device by providing a removable cover instead of the sight glass, which cover could contain the sight glass and, for example, also the gas nozzle 36.
- the melting process in the crucible 12 is carried out in a known manner as follows: the melting material 13 used in the form of a round block closes the outlet funnel 16 of the crucible 12 with its lower end face. The melting progresses zone by zone until the lower end of the block has melted and the melt is thus free to flow into the distributor pan 11 or 42 (FIG. 4).
- the melting progressing in zones is achieved by a winding density of the induction coil that decreases from top to bottom.
- the casting mold can be carried out with a distributor pan 42 which is separate from the workpiece molds 43 and consists of the same molding material as the workpiece molds. Accordingly, this distributor pan 42 represents a reusable part of the casting mold. Due to the centrifugal force, the melt is thrown into the workpiece molds by bridging the gap between these openings and the workpiece pan, bridging the gap between these openings. To obtain the cast workpieces, only the workpiece molds 43 then have to be destroyed, whereas the distributor pan 42 can be used for a larger number of castings. If, as in FIG.
- the ceramic shell is designed with a closed base, this distributor pan 42 can be preheated together with the workpiece molds and the ceramic shell 5 before casting, as in the case of the casting mold according to FIG.
- Corresponding holding elements are to be provided in the ceramic shell for the correct fixation of the distributor pan and the workpiece shapes relative to the distributor pan.
- distribution pans made of mineral ceramics include Because of the eroding effect of the melt, of course, it only has a limited service life, it could prove expedient to increase the economic viability to design such a distributor pan 42 made of a high-melting metal, for example platinum, or coated on the inside with a high-melting metal, the material of course the outer support layer, which must correspond to the casting temperature, must be resistant to high temperatures.
- a distributor pan 42 made of a high-melting metal for example platinum, or coated on the inside with a high-melting metal
- the material of course the outer support layer, which must correspond to the casting temperature must be resistant to high temperatures.
- mineral ceramics could also be used. If such distribution pans are not preheated together with the workpiece shapes in a bowl with a closed bottom according to FIG. 1, they could be heated by induction coils 41.
- the distributor pan does not need to be preheated together with the workpiece molds and the ceramic shell 5, as in the case of the casting mold according to FIG. 1, but rather can be attached directly to the rotary plate 2, where it is kept at the temperature by the induction coils. This would allow the melted material in the distributor pan to be kept at the most favorable casting temperature even during the spinning process.
- the workpiece shapes could either be fired separately or together with the shell 45 and preheated, in the latter case not only holding elements for the workpiece shapes 43 in the shell 45, as mentioned above, but also holding elements for fixing the correct position in the rotary plate the shell 45 and thus also the workpiece shapes 43 must be provided opposite the distributor pan 42.
- the shell 45 which receives the workpiece shapes separated from the distributor pan 42, must have a circular opening 46 in the bottom, the diameter of which allows the shell 45 with the workpiece shapes 43 located thereon to be placed on the rotary plate via the distributor pan 42 fixed on the rotary plate lowering or lifting them from this.
- a distributor cone 44 is drawn in dash-dotted lines, which could be provided if the sprue, e.g. 3, is made centrally.
- the housing 1 is raised and lowered in the machine frame.
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schleudergussanlage zur Herstellung von Präzisionsgußstücken nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 (US-A-2 829 408).
- Präzisionsgussteile, die reine Rotationskörper darstellen, lassen sich im Schleudergussverfahren ohne allzugrossen Materialverlust infolge Eingusstrauben, Steiger und dergl. herstellen.
- Bei der bekannten Schleudergussanlage nach der US-A-2 829 408 besteht die Gefahr, dass bei der Herstellung von komplizierten, dünnwandigen Präzisionsgußstücken beim Einsetzen der Formen in den Rotationsteller die dünnwandigen Formen beschädigt und so unbrauchbar werden.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schleudergussanlage der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die ein weitgehend beschädigungsfreies Einsetzen dünnwandiger, insbesondere keramischer Formen ermöglicht.
- Zur Lösung dieser Aufgabe werden die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Die Unteransprüche 2-7 betreffen weitere Ausgestaltungen des Gegenstands des Anspruchs 1.
- Wegen der in der Regel dünnen Formelemente von Präzisionsgußstücken, die eine gleiche Gefügeausbildung über den ganzen Querschnitt erfordern, ferner wegen
Schwindungsunterschieden zwischen Guss- und Formwerkstoff müssen die Formen für Präzisionsgußstücke zum Giessen eine hohe Temperatur aufweisen, gewöhnlich 600 900°C. Es erfolgt der Abguss daher unmittelbar nach dem Brennen der Formen, damit diese nicht noch einmal aufgeheizt werden müssen. In diesem Zustand sind die Formen aber noch rotglühend und daher noch empfindlicher und wegen der grossen Hitze auch noch schwieriger zu handhaben als im kalten Zustand. Insbesondere ist es daher nicht möglich, eine Mehrzahl solcher heisser Präzisionsgussformen bei der obenerwähnten oder auch anderen bekannten Schleudergussanlagen auf dem Rotationsteller einzeln nacheinander so anzuordnen und zu befestigen, dass eine Beschädigung ausgeschlossen ist und das Abgiessen innerhalb eines Zeitraumes nach dem Brand der Formen möglich ist, in dem diese noch genügend warm sind, um einen einwandfreien Guss zu gewährleisten. - Solche Werkstücke, zu deren herstellung sich der Erfindungsgegenstand besonders eignet, sind z.B. Turbinenschaufeln, vor allem aber Werkstücke wie Turbinenräder mit radial verlaufenden Formelementen sowie sonstige, mit hoher Umfangsgeschwindigkeit rotierende Bauteile, die sehr dünnwandige Formelemente aufweisen, möglichst unwuchtfrei sein müssen, ferner im Betrieb hohe thermische und mechanische Belastungen erleiden und daher mit dichtem, porenfreiem Gefüge hergestellt werden müssen.
- Besonders wichtig sind bei solchen Bauteilen die im wesentlichen radial verlaufenden Schaufelwände und Leitrippen, die im Interesse eines minimalen Durchströmwiderstandes möglichst dünn ausgeführt werden müssen. Die Forderung nach rationeller Herstellung bei technisch einwandfreier Beschaffenheit solcher Bauteile gab denn auch den Anstoss zur Entwicklung der vorliegenden Schleudergussanlage, die im folgenden unter Bezugnahme auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben wird.
- In den Zeichnungen stellen dar:
- Fig. 1 das Schema einer erfindungsgemässen Schleudergussanlage, teilweise geschnitten, im Aufriss,
- Fig. 2 eine vereinfachte axonometrische Darstellung einer Form für die Herstellung von Rotoren für Tangentiallüfter oder dergl.,
- Fig. 3 in einem teilweise geschnittenen Aufriss ein konkretes Ausführungsbeispiel einer Schleudergussanlage mit den Hilfseinrichtungen für die Beschickung,
- Fig. 3a den in Fig. 3 eingetragenen Schnitt IlIa-Illa, und
- Fig. 4 das Schema einer vorteilhaften weiteren Ausführungsform.
- Anhand des in Fig. 1 dargestellten Schemas werden zunächst die Hauptteile und die Wirkungsweise der Anlage beschrieben.
- In einem feststehenden Gehäuse 1 befindet sich ein Rotationsteller 2, dessen Antrieb über eine Welle 3 erfolgt. Das obere Ende dieser Welle ist in einem Lagergehäuse 4 gelagert, die weitere Lagerung dieser Welle und die Antriebseinheit, auf die weiter unten eingegangen wird, sind nicht dargestellt.
- Der Rotationsteller 2 nimmt eine lose Schale 5 aus feuerfestem keramischen Material auf, die mit dem Rotationsteller 2 derart formschlüssig verbunden ist, dass sie bei angetriebenem Rotationsteller von diesem in Umfangsrichtung mitgenommen wird, sich aber ohne spezielle Manipulation nach oben aus dem Rotationsteller herausnehmen bzw. in diesen einsetzen lässt.
- Das Gehäuse 1 ist doppelwandig ausgeführt. Der dadurch gebildete Kühlwassermantel 6 dient zur Kühlung des Gehäuses. Während des Betriebes wird darin durch eine nicht dargestellte Pumpe Kühlwasser umgewälzt Nach oben ist das Gehäuse durch einen Gehäusedeckel 7 mit kegeliger Randauflage und gummielastischen Dichtungsringen luftdicht abschliessbar, so dass das Innere des Gehäuses 1 und einer auf dem Gehäusedeckel 7 befestigten Induktionsschmelzeinrichtung 8 zum Abgiessen unter Vakuum gesetzt werden kann.
- Die keramische Schale 5 dient zur Aufnahme einer Giessform 9, die sich aus einer Mehrzahl von, Werkstückformen 10 zum Abguss der herzustellenden Werkstücke und einer Verteilerpfanne 11 zusammensetzt. Die Werkstückformen 10 sind mit gleichen Abständen untereinander am Umfang der Verteilerpfanne 11 verteilt angeordnet, wobei sie mit ihrer Hauptausdehnung oder einer für das Einfliessen des Giesswerkstoffes besonders geeigneten Achse vorzugsweise radial ausgerichtet sind. Die zu vergiessende Materialschmelze gelangt bei rotierendem Rotationsteller 2 aus einem aussermittig zur vertikalen Drehachse des Rotationstellers 2 liegenden Schmelztiegel 12 der Schmelzeinrichtung 8 in die Verteilerpfanne 11 und wird durch die Fliehkraft über Einlaufschnäbel 10a, die das Innere der Verteilerpfanne 11 mit den Werkstückformen 10 verbinden, in diese hineingeschleudert.
- Die Verteilerpfanne 11 mit den Einlaufschnäbeln 10a einerseits und die Werkstückformen 10 andererseits werden auf bekannte Weise nach den Methoden der Präzisionsgusstechnik getrennt hergestellt und mit einem keramischen Bindemittel miteinander verbunden. Anschliessend wird die so gebildete Gussform 9 getrocknet und gemeinsam mit der wiederverwendbaren keramischen Schale 5 gebrannt.
- Eine fertige Giessform 9 mit vier Werkstückformen 10 für den Guss von dünnwandigen Rotoren für Tangentiallüfter oder dergl. ist in Fig. 2, teilweise im Schnitt, axonometrisch dargestellt. Statt der hier dargestellten vier Werkstückformen kann die Verteilerpfanne, soweit es der vorhandene Platz erlaubt, mit einer beliebigen grösseren Anzahl von Werkstückformen bestückt werden, wodurch sich die Wirtschaftlichkeit erhöht.
- Der Schmelztiegel 12, der das Schmelzgut 13 in Blockform aufnimmt, und eine Induktionsspule 14 der Induktionsschmelzeinrichtung 8 befinden sich zum grössten Teil innerhalb eines Gehäuses 15. Die nicht dargestellten Anschlüsse für das Absaugen der Luft zur Erzeugung des Vakuums sowie für eine allfällige Schutzgaszuführung für das Schmelzgut können an diesem Gehäuse 15 oder am Gehäuse 1 vorgesehen sein. Der Auslauftrichter 16 des Schmelztiegels 12 ragt bis unter den oberen Rand der Giessform 9 in diese hinein. Der Einguss des geschmolzenen Metalls könnte aber ebenso gut zentrisch in der Drehachse des Rotationstellers erfolgen, wobei allenfalls unter der Eingußstelle ein Verteilerkegel, wie er mit der Bezugszahl 44 in Fig. 4 strichpunktiert eingezeichnet ist, vorgesehen werden könnte. Es ist aber anzunehmen, dass durch die Fliehkraft auch ohne diese Massnahme eine gleichmässige Verteilung des Schmelzgutes auf den inneren Umfang der Verteilerpfanne 11 und in die Werkstückformen 10 hinein stattfindet.
- Die Fig. 3 zeigt ein konkretes Ausführungsbeispiel einer solchen Schleudergussanlage. Dabei sind analoge Teile mit den gleichen Bezugszahlen wie in Fig. 1 versehen.
- Der Unterteil dieser Anlage besteht, wie bei der Fig. 1 beschrieben, aus dem in Umfangsrichtung feststehenden Gehäuse 1, an dessen Unterseite ein Lagergehäuse 17 sowie eine Antriebseinheit 18 für den Rotationsteller 2 vorgesehen sind. Diese besteht beispielsweise aus einem thyristorgesteuertem Elektromotor, der über einen Zahn-, Riemen- oder Kettentrieb die Welle des Rotationstellers 2 antreibt. -Die Drehzahl des Elektromotors ist vorteilhaft stufenlos variierbar und durch eine nicht dargestellte Regelelektronik bekannter Bauart kann verhindert werden, dass beim Eingiessen des Schmelzgutes in die Verteilerpfanne 11 infolge des dann vergrösserten Massenträgheitsmomentes eine Drehzahlabsenkung auftritt. Die praktische Obergrenze für die Drehzahl des Rotationstellers dürfte mit Rücksicht auf die Festigkeit der Giessform bei 500 1/min liegen.
- Am unteren Ende der Antriebseinheit sind die Kühlwasserzuleitung 19 und die Kühlwasserrückleitung 20 für die Kühlung des Gehäuses angedeutet.
- Der bisher beschriebene Unterteil der Schleudergussanlage ist auf einem Schlitten 21 befestigt, der auf zwei Rundführungen 22 heb- und senkbar ist. Die Hub- und Senkbewegung wird mittels eines Hydraulikzylinders 23 bewerkstelligt, dessen Kolbenstange 24 eine Seilrolle 25 auf und ab bewegen kann. Diese Seilrolle ist auf bekannte Art in Gleitschienen 26 geführt. Ein über die Seilrolle 25 laufendes Seil 27 ist mit seinem festliegenden Ende im Gestell an einem Steg 28 verankert, während sein bewegliches Ende am Schlitten 21 befestigt ist. Durch diese Anordnung ergibt sich für den Hub des Schlittens 21 der doppelte Wert des Kolbenhubes des Hydraulikzylinders 23. Für die Druckölversorgung des Hydraulikzylinders 23 ist in üblicher Weise ein Hydraulikpumpenaggregat in Verbindung mit einem Druckölspeicher 29 vorgesehen.
- Zur Steuerung des Prozessablaufes sind bekannte, nicht dargestellte elektrohydraulische und elektropneumatische Mittel vorgesehen, die es erlauben, einzelne Prozeßschritte oder einen vollständigen Prozesszyklus automatisch auszuführen. Zu einem Zyklus gehören neben dem Einlegen und Herausnehmen der Giessform das Heben und Senken des Gehäuses 1, das Beschicken des Schmelztiegels 12, das Evakuieren der geschlossenen Einrichtung und Einführen eines inerten Spülgases zur restlosen Entfernung von Luft, das Schmelzen, Abgiessen und Schleudern sowie das Einführen eines inerten Flutgases unter leichtem Ueberdruck gegenüber der Atmosphäre, um das Abnehmen des Gehäusedeckels nach beendetem Guss zu ermöglichen. Ein unterer Endschalter 30 löst am Ende einer Absenkbewegung des Schlittens 21 ein Signal aus, das die Beendigung eines Zyklus anzeigt und die entsprechenden Fördereinrichtungen für Drucköl und Gas ausschaltet und die Stromzufuhr unterbricht.
- Der Gehäusedeckel 7 und die Induktionsschmelzeinrichtung 8 sind am Kopf des Gestells der Anlage angeordnet. Der Gehäusedeckel 7 ist bei dieser Ausführung ebenso wie das Gehäuse 1 zwecks Wasserkühlung doppelwandig ausgeführt. Die Abdichtung gegenüber dem Gehäuse übernimmt bei aufgesetztem Deckel ein im Gehäuseflansch 31 mit konischer Innenfläche eingesetzter Rundschnurring 32.
- Die Induktionsschmelzeinrichtung 8 ist baulich getrennt vom Gehäusedeckel 7 ausgeführt und sitzt mit einem Flansch ihres Gehäuses 15 auf einem Zwischenflansch 33 des Gehäusedeckels 7. Zur Abdichtung dient wiederum ein Rundschnurring.
- Die Befestigung der tnduktionsschmetzeinrichtunj am Gestell erlaubt von eimen festen unteren Anschlag aus eine kleine vertikale Verschiebung nach oben, die durch einen oberen Endschalter 34 begrenzt wird. Der Endschalter 34 stoppt die Hubbewegung des Schlittens 21 mit dem Gehäuse 1, indem er eine Unterbrechung der Druckölzufuhr in den Hydraulikzylinder 23 auslöst. Auf diese Weise erhält man beim Hochfahren des Gehäuses eine freie, unverspannte Auflage des Gehäusedeckels 7 samt Induktionsschmelzeinrichtung 8 auf dem Gehäuseflansch 31. Am oberen Abschluss des Gehäuses 15 der Induktionsschmelzeinrichtung 8 ist ein Schauglas 35 vorgesehen, ausserdem befindet sich dort eine Gasdüse 36 für die Zufuhr von besagtem Spül- bzw. Flutgas. Die nicht dargestellten Anschlüsse für das Evakuieren können zweckmässig ebenfalls am Gehäuse 15 der Induktionsschmelzeinrichtung vorgesehen sein, da dieses im Gegensatz zum Gehäuse 1 nur kleine Hub- und Senkbewegungen ausführt.
- Die Beschickung des Schmelztiegels 12 erfolgt bei dieser Anlage, indem der Tiegel aus dem Gehäusedeckel 7 nach unten herausgenommen und auf dem Rotationsteller 2 abgesetzt wird. Sodann kann der Gusswerkstoff eingesetzt und der Tiegel wieder im Gehäusedeckel 7 befestigt werden. Zu diesem Zweck ist am Schmelztiegel, wie aus der in die Fig. 3 eingeschobenen Fig. 3a hervorgeht, im Bereich seines Auslauftrichters 16 ein waagrechter, diametraler Querbalken 37 von T-Querschnitt vorgesehen, dessen Enden auf je einer Stützplatte 38 aufliegen, die am inneren Rand des unteren Flansches 39 des Gehäusedeckels 7 angeschweisst ist, und durch je zwei Arretierklötze 40 gegen Verdrehen gesichert sind.
- Das Einsetzen des Gusswerkstoffes in den Schmelztiegel könnte auch von der Oberseite der Induktionsschmelzeinrichtung aus erfolgen, indem dort anstelle des Schauglases ein abnehmbarer Deckel vorgesehen wird, der das Schauglas und beispielsweise auch die Gasdüse 36 enthalten könnte.
- Der Schmelzvorgang im Schmelztiegel 12 läuft auf bekannte Weise so ab: Das in Form eines Rundblocks eingesetzte Schmelzgut 13 verschliesst mit seiner unteren Stirnfläche den Auslauftrichter 16 des Schmelztiegels 12. Das Abschmelzen erfolgt von oben nach unten zonenweise fortschreitend, bis das untere Ende des Blocks durchgeschmolzen ist und die Schmelze damit zum Ausfliessen in die Verteilerpfanne 11 bzw. 42 (Fig. 4) frei wird.
- Das zonenweise fortschreitende Schmelzen wird erreicht durch eine von oben nach unten abnehmende Wicklungsdichte der Induktionsspule.
- Bei der in Fig. 4 schematisch dargestellten Ausführung kann die Giessform mit einer von den Werkstückformen 43 getrennten, aus dem gleichen Formwerkstoff wie die Werkstückformen bestehenden Verteilerpfanne 42 ausgeführt werden. Demnach stellt diese Verteilerpfanne 42 einen wiederverwendbaren Teil der Giessform dar. Durch die Fliehkraft wird die Schmelze durch die radialen Oeffnungen der Verteilerpfanne und der Werkstückpfanne unter Ueberbrückung des Spaltes zwischen diesen Oeffnungen in die Werkstückformen hineingeschleudert. Zur Gewinnung der gegossenen Werkstücke brauchen dann nur die Werkstückformen 43 zerstört zu werden, wogegen die Verteilerpfanne 42 für eine grössere Anzahl von Abgüssen verwendet werden kann. Wenn die keramische Schale wie nach Fig. 1 mit einem geschlossenen Boden ausgeführt wird, so kann diese Verteilerpfanne 42 vor dem Abguss wie bei der Giessform nach Fig. 1 zusammen mit den Werkstückformen und der keramischen Schale 5 vorgeheizt werden. In der keramischen Schale sind zur richtigen Fixierung der Verteilerpfanne und der Werkstückformen gegenüber der Verteilerpfanne entsprechende Halteelemente vorzusehen.
- Da solche Verteilerpfannen aus mineralischer Keramik u.a. wegen der erodierenden Wirkung der Schmelze natürlich auch nur eine begrenzte Lebensdauer haben, könnte es sich zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit als zweckmässig erweisen, eine solche Verteilerpfanne 42 aus einem hochschmelzenden Metall, beispielsweise Platin, oder innen mit einem hochschmelzenden Metall beschichtet auszuführen, wobei natürlich das Material der äusseren Trägerschicht, der Giesstemperatur entsprechend, hochtemperaturfest sein muss. Dafür käme beispielsweise ebenfalls mineralische Keramik in Frage. Falls solche Verteilerpfannen nicht gleichfalls gemeinsam mit den Werkstückformen in einer Schale mit geschlossenem Boden nach Fig. 1 vorgeheizt werden, könnten sie durch Induktionsspulen 41 erwärmt werden. Hierbei braucht die Verteilerpfanne demnach nicht, wie bei der Giessform nach Fig. 1, zusammen mit den Werkstückformen und der keramischen Schale 5 vorgeheizt zu werden, sondern kann vielmehr direkt auf dem Rotationsteller 2 befestigt sein, wo sie von den Induktionsspulen auf Temperatur gehalten wird. Damit könnte das in der Verteilerpfanne befindliche Schmelzgut auch noch während des Schleudervorgangs auf der günstigsten Giesstemperatur gehalten werden. Die Werkstückformen könnten entweder separat für sich oder zusammen mit der Schale 45 gebrannt und vorgewärmt werden, wobei im letzteren Falle nicht nur, wie oben erwähnt, in der Schale 45 Halteelemente für die Werkstückformen 43, sondern auch im Rotationsteller Halteelemente für die Fixierung der richtigen Stellung der Schale 45 und damit auch der Werkstückformen 43 gegenüber der Verteilerpfanne 42 vorgesehen werden müssen.
- Ausserdem muss dabei die Schale 45, die die von der Verteilerpfanne 42 getrennten Werkstückformen aufnimmt, im Boden eine kreisrunde Oeffnung 46 aufweisen, deren Durchmesser es erlaubt, die Schale 45 mit den darauf befindlichen Werkstückformen 43 über die auf dem Rotationsteller fixierte Verteilerpfanne 42 auf den Rotationsteller abzusenken bzw. sie von diesem abzuheben.
- In der Verteilerpfanne nach Fig. 4 ist strichpunktiert ein Verteilerkegel 44 eingezeichnet, der vorgesehen werden könnte, wenn der Einguss, wie z.B. bei der Ausführung nach Fig. 3, zentrisch vorgenommen wird.
- Bei der in Fig. 3 dargestellten Anlage ist das Gehäuse 1 im Maschinengestell heb- und senkbar geführt. Es ist aber natürlich auch möglich, das Gehäuse 1 im Maschinengestell feststehend auszuführen und den Gehäusedeckel 7 mit der Induktionsschmelzeinrichtung 8 im Maschinengestell heb- und senkbar zu führen, wozu neben den in Fig. 3 dargestellten Mitteln auch geeignete andere Mittel verwendet werden können.
Claims (7)
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