CH540079A

CH540079A - Vorrichtung zum Giessen

Info

Publication number: CH540079A
Application number: CH1249071A
Authority: CH
Inventors: Tenner Oskar
Original assignee: Gravicast Patentverwertungsgmb
Priority date: 1970-08-28
Filing date: 1971-08-26
Publication date: 1973-08-15
Also published as: DK131895B; FR2103591B1; JPS509731B1; GB1356994A; DE2142717C3; DE2142717B2; FR2103591A1; DE2142717A1; ES394385A1; DK131895C; NL7111713A; CA955030A; SE379160B; US3777801A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Giessen von Schmelzen, mit einem Vorratsbehälter für die Schmelze, aus welchem diese durch eine Durchflussöffnung unter dem Druck der flüssigen Schmelze in einen Ausgleichsbehälter strömt, der über eine Ausflussöffnung zur Gussform führt, sowie mit einer Vorrichtung zur Steuerung des Stromes der Schmelze zur Gussform.

Es ist bekannt (Österreichische Patentschrift Nr. 239 979), die Schmelze aus dem unteren Teil eines Vorratsbehälters durch einen Stutzen, der an seinem äusseren Ende mit einem Verschluss versehen und flanschartig an dem Giessgefäss angeordnet ist, zu entnehmen, wobei die Schmelze durch ihren Druck (ferrostatischen Druck) im Giessgefäss gefördert wird. Bei derartigen Vorrichtungen ergibt sich die Schwierigkeit, eine kontrollierte Strömung des zu vergiessenden Materials aufrechtzuerhalten. Ausserdem ist es schwer, die Temperatur bis nahe an den Eintritt in die Kokille zu kontrollieren. Es ist zwar möglich, den Stutzen zumindest zum Teil im Ofenraum für die Befeuerung des Tiegels unterzubringen, doch bringt dies wieder Schwierigkeiten bei der optimalen Ausbildung des Ofenraumes und eine platzaufwendige Bauweise mit sich.

Es ist weiters bekannt (Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 295 762), eine hohe Vorratskammer mit einer relativ kleinen Giesskammer, deren Boden etwa auf gleicher Höhe wie jener der Vorratskammer angeordnet ist, durch einen Kanal zu verbinden. Bei dieser Anordnung ist zwischen den Kammern ein Verschluss vorgesehen, mit dem die Geschwindigkeit des Metallflusses variiert werden kann. Auch hier erfolgt die Förderung der Schmelze durch ferrostatischen Druck. Die Kammern können hiebei zum Zwecke der kompakten Bauweise ineinander verschachtelt ausgebildet sein.

Bei dieser bekannten Anordnung ist für jede der Kammern eine gesonderte Beheizung vorgesehen, was konstruktiv und betriebsmässig aufwendig ist. Ausserdem ergibt die vorgeschlagene Art der Induktionsbeheizung eine unkontrollierte Strömung in der Giesskammer, da bekanntlich jede Induktionsheizung eine Art Strömung erzeugt. Unkontrollierte Strömungsverhältnisse sind aber beim Giessen äusserst unerwünscht. da die Qualität des Gussstückes darunter leidet und der Ausschuss steigt.

Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, den Vorratsbehälter und einen Ausgleichsbehälter L-förmig zu koppeln und einen Stopfenverschluss beim Übergang vom Vorratsbehälter in den Ausgleichsbehälter anzuordnen. Diese Vorrichtung bringt zwar kontrollierte Strömungsverhältnisse mit sich, ist aber kaum in wirtschaftlicher Weise zu beheizen, so dass eine kontrollierte Giesstemperatur beim Austritt in die Giessform nur schwer zu erzielen ist.

Für den Transport von Schmelze aus einem Gefäss in die Gussform oder die gesonderte Pressvorrichtung finden sogenannte Kalt- und Warmkammermaschinen Verwendung, die im allgemeinen mit einem sogenannten Schwanenhals ausgebildet sind. Bei diesen Maschinen ist ein Zylinder und ein Kolben vorgesehen, wobei vom Zylinder ein schwanenhalsartiger Kanal nach aufwärts oder ein gerader Kanal seitlich zum Gussstück bzw. zur Presse führt. Der Zylinder weist eine Eintrittsöffnung auf, die vom Kolben bei seiner Förderbewegung überschliffen und abgeschlossen wird. Bei Rückzug des Kolbens wird der Schlitz geöffnet und der Zylinder füllt sich mit Schmelze auf Grund des ferrostatischen Druckes. Die Förderbewegung wird so justiert, dass eine gewünschte Portionierung erfolgt.

Die gekrümmte Form der Schwanenhälse ist aber strömungstechnisch sehr ungünstig und lässt sich auch fertigungstechnisch schwierig herstellen. Ausserdem ist die Temperaturkontrolle bei den bekannten Ausführungsformen (z. B. Österreichische Patentschrift Nr. 275 777 und Deutsche Patentschrift Nr. 736 766) sehr schwierig.

Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, eine kontrollierte Giesstemperatur und eine kontrollierte, möglichst wirbelfreie Strömung der Schmelze, bei ihrem Eintritt in die Gussform sicherzustellen und auf diese Weise die Nachteile der bekannten Konstruktionen zu vermeiden. Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einer Vorrichtung zum Giessen der eingangs geschilderten Art dadurch, dass der Ausgleichsbehälter zumindest bis zur Ausflussöffnung im Vorratsbehälter angeordnet und durch die im Vorratsbehälter befindliche Schmelze umspült und durch diese gewärmt wird.

Die Formgebung und Dimensionierung des Ausgleichsraumes kann entsprechend den gewünschten Strömungsverhältnissen ideal gewählt werden, ohne dass diese Strömungsverhältnisse von durch die Beheizung erzeugten Strömungen wesentlich beeinflusst werden können, da zwar die Schmelze im Vorratsbehälter durch die Beheizung (zumeist eine Induktionsbeheizung) in Bewegung versetzt wird, nicht jedoch die innerhalb des Ausgleichsbehälters befindliche Schmelze. Gleichzeitig ist es bei jeder Gestaltung des Ausgleichsraumes möglich, die Schmelze bis unmittelbar vor ihrem Eintritt in die Gussform bzw. Kokille auf einer kontrollierten Temperatur zu halten. Dies führt wiederum zu genau kontrollierbaren Giessbedingungen, z. B.

einer möglichsten Vermeidung unerwünschter Wirbelbildungen sowie einer genauen Einhaltung der Giesstemperatur und infolge dessen zu wesentlich besseren Leistungen mit niedrigen Ausschussziffern. Ausserdem ergibt sich durch die ineinander geschachtelte Lage von Ausgleichsbehälter und Vorratsbehälter eine kompakte Bauweise mit niedrigen Wärmeverlusten, so dass im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen niedrige Betriebskosten auftreten, insbesondere, wenn der Ausgleichsbehälter zur Gänze im Vorratsbehälter angeordnet ist.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen des Erfindungsgegenstandes, die in der Zeichnung schematisch dargestellt sind. Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Giessvorrichtung nach der Linie I-I der Fig. 2, während die Fig. 2 und 3 Schnitte nach den Linien II-II bzw. III-III der Fig. 1 sind.

Die Fig. 4 und 5 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel, wobei Fig. 4 ein Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 5 und Fig. 5 ein teilweiser Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4 ist.

Die Fig. 6 und 7 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Giessvorrichtung, wobei Fig. 6 ein Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 7 und Fig. 7 ein Schnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 6 ist. Die Fig. 8 und 9 zeigen jeweils Details von Ausführungsvarianten im Schnitt. Fig. 10 zeigt den Anschluss einer Giessdüse an den Ausgleichsbehälter im Schnitt und Fig. 11 eine Ausführungsform mit einem zusätzlichen Verdrängungskörper im Schnitt.

Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3 ist ein Unterteil 1 des Vorratsbehälters vorgesehen, der von einem Metallkasten 2 gebildet ist, in welchem eine gestampfte oder gemauerte Isolierschicht 3 und eine gestampfte oder gemauerte Verschleissschicht 4 vorgesehen sind. Auf diesem Unterteil ist ein Oberteil 5 des Vorratsbehälters aufgesetzt, der ebenfalls aus einem Metallkasten 6. einer gemauerten oder gestampften Isolierschicht 7 sowie einer gemauerten oder gestampften Verschleissschicht 8 besteht. Der Unterteil 1 und der Oberteil 5 sind mit an ihren Metallkästen 2 bzw. 6 befestigten Winkeleisen 9 bzw. 10 mittels Schrauben 11 lösbar miteinander verspannt.

An den Stirnenden ist in der feuerfesten Ausmauerung 3, 4 des Unterteils 1 und der Ausmauerung 7, 8 des Oberteils 5 je eine kreisrunde Öffnung 12 ausgespart, in die ein Rohr 13, welches bei Vergiessen hochschmelzender Materialien insbesonders aus Tonerdegraphit besteht und den Ausgleichsbehälter bildet, eingelegt und durch die Verspannung des Oberteils 5 mit dem Unterteil 1 festgehalten wird. Statt Tonerdegraphit können auch andere feuerfeste Materialien verwendet werden, z. B. Magnesit oder Sinterstoffe. Beim Vergiessen niedrig schmelzender Materialien kann das Rohr 13 auch aus Gussmaterial oder warmfestem Stahlblech bestehen. Stets soll jedoch das Material des Rohres 13 mit dem zu vergiessenden Material im Sinne einer Beeinflussung der Schmelzenanalyse nicht oder lediglich tolerabel reagieren.

Das Rohr 13 ist an seinen beiden Enden mit einem von einer Isoliermasse 14 umgebenen Pfropfen 15 aus feuerfestem Material verschlossen. Der Raum zwischen diesem Pfropfen 15 und dem Metallkasten 2 bzw. 6 ist mit Isoliermaterial 16 ausgefüllt. Dies wird später anhand der Fig. 9 noch näher beschrieben. Der so im, den Ausgleichsbehälter bildenden langgestreckten Rohr 13 geschaffene Raum 17 bildet den Ausgleichsraum, in welchem sich die Strömung des zu vergiessenden Materials nach Durchlaufen der Steuerorgane beruhigen kann, so dass die Strömungsverhältnisse auf kontrollierbare Werte eingestellt werden können.

Der Pfropfen 15 kann bei Bedarf nach Entfernen des Isoliermaterials 16 herausgezogen und die im Ausgleichsraum 17 befindliche Schmelze bei Stillegen der Anlage in einfacher Weise abgelassen werden. Das Rohr 13 weist eine Ausnehmung 18 auf, in der eine Zuflussdüse 19 angeordnet ist, die mit einem in vertikaler Richtung beweglichen Stopfen 20 verschlossen bzw. geöffnet werden kann. Weiters ist in Abstand von der Zuflussdüse 19 eine mit vertikaler Achse angeordnete Giessdüse 21 in das Rohr 13 eingepasst, durch welche die Schmelze mit kontrollierter Strömung aus dem Ausgleichsraum 17 in die Giessform 22 strömen kann.

Auf dem Oberteil 5 ist ein Kopfteil 23 angeordnet, der aus einem Metallkasten 24, einer gestampften oder gemauerten Isolierschicht 25 und einer gestampften oder gemauerten Verschleissschicht 26 besteht. Über am Metallkasten 24 befestigte Winkeleisen 27 ist dieser Kopfteil 23 mit Schrauben 28 an Winkeleisen 29 des Metallkastens 6 des Oberteils 5 befestigt. Der Kopfteil 23 weist eine Schnauze 30 auf, die mit einem nicht dargestellten Ofen verbunden ist, so dass der Schmelzenspiegel in der Giessvorrichtung identisch ist mit dem Schmelzenspiegel des Ofens. Es kann jedoch auch in anderer Weise eine kommunizierende Verbindung der dargestellten Giessvorrichtung mit dem Ofen erfolgen.

Der Kopfteil 23 mit seiner Schnauze 30 kann mit einem Deckel versehen sein und bzw. oder es kann eine Schutzgasatmosphäre über dem B adspiegel aufrechterhalten werden.

Es ist auch möglich, den Badspiegel durch eine Schlackenschicht vor Oxydation zu schützen. Zwischen den Stossflächen der einzelnen Elemente 1, 5, 23 und 13 sind Matten oder Streifen 31 aus einem feuerfesten isolierenden Material, insbesondere Kaolinwolle, angeordnet, um eine einwandfreie Abdichtung zu gewährleisten. Der von den Verschleissmaterialschichten 4, 8 und 26 begrenzte Raum bildet den Vorratsraum 32, aus welchem das zu vergiessende Material in den Ausgleichsraum 17 strömt, während analog dazu der Unterteil 1, der Oberteil 5 und der Kopfteil 23 den Vorratsbehälter bildet.

Am Boden des Vorratsraumes 32 sind Öffnungen 33 zum Anschluss des Vorratsraumes 32 an eine nicht dargestellte Induktionsheizanlage vorgesehen, wobei durch diese Induktionsheizung die gewünschte Temperatur der Schmelze im Vorratsraum 32 und damit auch der Schmelze im vom Vorratsraum umschlossenen Ausgleichsraum 17 ständig aufrechterhalten werden kann. Der Vorratsraum 32 ist so ausgelegt, dass zwischen dem Rohr 13 und den Verschleissschichten 4, 8 genügend Platz zur Ausbildung einer Badbewegung bleibt, um eine gleichmässige Temperatur des Bades im Vorratsraum 32 zu erzielen. Die Schmelze im Vorratsraum 32 erwärmt das Rohr 13 und die Giessdüse 21 und hält damit die im Ausgleichsraum 17 und in der Giessdüse 21 befindliche Schmelze auf der gewünschten Temperatur. Es ist daher möglich, die Schmelze mit kontrollierter Strömung, d. h.

mit möglichst wirbelfreier Strömung und mit genau kontrollierter Temperatur der Giessform 22 zuzuführen. Dadurch, dass der Ausgleichsbehälter ein langgestrecktes Rohr mit gerader Achse ist und an seiner Aussenseite von der Schmelze im Vorratsbehälter umspült und durch diese beheizt ist, ergibt sich die einfachste Konstruktion, da das Rohr einfach herstellbar ist und nur wenig Schmelze zur Umspülung nötig ist. Im langen Rohr hat die zuströmende Schmelze nach Durchströmen der Vorrichtung zur Steuerung des Schmelzstromes genügend Zeit sich zu beruhigen.

Bei entsprechender Ausbildung des Unterteils 1 und des Oberteils 5 ist es auch möglich, anstatt einer Induktionsbeheizung eine andere Heizungsart, z. B. eine Widerstandsbeheizung oder eine Flammenbeheizung vorzusehen.

Der Unterteil 1 weist eine mit einem Verschluss 34 versehene Öffnung 35 auf, die zum Ablassen der Schmelze aus dem Vorratsraum 32 beim Stillegen der Giessvorrichtung und beim Auswechseln des Ausgleichsbehälters 13 dient. Im Oberteil 5 ist eine mit einem Verschluss 36 versehene weitere Öffnung 37 angeordnet, die zum Ablassen der Schmelze aus dem Kopfteil 23 dient, wenn die Anlage vorübergehend ausser Betrieb gesetzt werden soll. Die Öffnung 37 ist oberhalb der Zuflussdüse 19 angeordnet, so dass die Düse und der mit ihr zusammenwirkende Teil des Stopfenverschlusses 20 unterhalb des abgesenkten Badspiegels verbleiben. Dies ermöglicht ein Unterbrechen des Giessvorganges, z.

B. bei Zweischichtbetrieb, wobei die Anlage nach der Leerschicht sofort betriebsbereit ist und die beim Anlaufen aus dem Kalten bei bekannten Vorrichtungen entstehenden Schwierigkeiten (bis zum Einlaufen unkontrollierbare Tempeaturverhältnisse und erhöhter Ausschuss) vermieden werden.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 4 und 5, in welchen gleichartige Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, ist das Rohr 13 nur einseitig zwischen Unterteil 1 und Oberteil 5 eingespannt. Das andere Stirnende des Rohres 13 ragt in die im Vorratsraum 32 befindliche Schmelze, wird dadurch von dieser erwärmt und weist in Abstand vor der Giessdüse eine horizontale Zuflussdüse 38 auf, welche mit dem Ausgleichsraum 17 fluchtend angeordnet ist und von einem horizontalen Stopfen 39 verschlossen werden kann.

Das Rohr 13 ist an seinem der Zuflussdüse 38 zugewandten Ende auf einem Sockel 40 abgestützt. Der Kopfteil 23 weist bei dieser Ausführungsform einen Deckel 41 auf, der eine Öffnung 42 zur Aufnahme einer Düse 43 eine Pfanne 44 besitzt. Der Zufluss aus der Pfanne 44 in den Vorratsbehälter 32 wird durch einen Stopfen 45 gesteuert. Der Stopfen 39 ist mit dem Stopfen 45 mechanisch, hydraulisch oder elektrisch derart gekoppelt, dass die Badspiegelhöhe im Vorratsraum 32 etwa konstants gehalten wird. An den Öffnungen 33 ist die schematisch dargestellte Induktionsspule 33a angeschlossen.

Die Ausführungsform nach den Fig. 6 und 7 unterscheidet sich von den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen lediglich dadurch, dass die Zuflussdüse 38 (Fig. 6, 7) entfällt, da das Rohr 13 an seiner einen Stirnseite offen in den Vorratsraum 3 hineinragt. In Abstand von diesem offenen Stirnende weist das Rohr 13 einen Schlitz 46 auf, in welchem ein Schieber 47 geführt ist, mit welchem die Durchflussmenge der Schmelze gesteuert wird. Bei dieser Ausführungsform ist der Kopfteil 23a als Teil eines Schmelzofens ausgebildet. Der Vorratsraum 32a ist somit Teil des Schmelzofens selber, der Mantel 24a sowie die Ausmauerung 25a, 26a, bilden Bestandteile des Schmelzofens.

Dadurch, dass der von einem Rohr 13 gebildete Ausgleichs- behälter zumindest an einem Ende in einer durchgehenden Öffnung 12 der Wand des Vorratsbehälters 1, 2 gehalten ist, so ergibt sich die Möglichkeit, dieses Rohr durch die Wand des Vorratsbehälters ein- und auszubauen, so dass der Aus gleichsbehälter gewünschtenfalls ausgewechselt werden kann (Fig. 1 bis 7). Eine solche Auswechselbarkeit ergibt sich aber auch dann, wenn der Vorratsbehälter 1, 2 zweiteilig ausgebildet ist (Fig. 1 bis 3) und die beiden Hälften im Bereiche des Ausgleichsbehälters miteinander lösbar verbunden sind, wobei die Trennflächen dieser Hälften in der Höhe der Längsachse des Ausgleichsbehälters liegen, so dass die beiden Hälften oberhalb bzw. unterhalb des Ausgleichsbehälters liegen.

Während bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3 ein vertikaler Stopfenverschluss für die Durchflussöffnung vorgesehen ist, ist bei der Ausführungsform nach den Fig 4 und 5 hiefür ein horizontaler Stopfenverschluss bei intermittierender Schmelzenzufuhr in den Vorratsbehälter vorgesehen.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 6 und 7 liegt ein Schieberverschluss für die Durchflussöffnung vor.

Fig. 8 zeigt eine Anordnung mit einer horizontalen Giessdüse 48, die bei jeder der Ausführungsvarianten verwendet werden kann.

Fig. 9 zeigt im Detail den Verschluss des im Vorratsbehälter gehalterten Endes des Rohres 13. In analoger Weise kann auch der Verschluss des anderen Stirnendes 36 des Rohres 13 oder der Ablauföffnung 35 ausgebildet sein. Der Pfropfen 15 wird von einer Matte 14 aus feuerfestem isolierendem Material, insbesondere Kaolinwolle umgeben und in das Rohr 13 unter Druck eingefügt. Anschliessend wird eine Matte 49 über die Strinfläche des Rohres 13 gelegt. Ein Formstein 50 aus Isoliermaterial wird hierauf in die noch verbleibende Öffnung eingelegt und mit einer Platte 51 angedrückt, die mit Schrauben 52 gegen den Unterteil 1 bzw. den Oberteil 5 verspannt wird.

Das Rohr 13 kann auch z. B. eckigen oder elliptischen Querschnitt aufweisen und muss nicht unbedingt eine gerade Achse aufweisen, wenn sich diese Form auch zur Erzielung einer gleichmässigen beruhigten Strömung als die günstigste erwiesen hat. Ferner kann, wenn sich dies aus wärmetechnischen oder Spannungs- oder konstruktiven Gründen als vorteilhaft erweist, der Aussenmantel des Rohres 13 profiliert sein. Aussen- und Innenprofil des Rohres 13 sind entsprechend den vorliegenden Gegebenheiten zu wählen. Die Zufuhr der Schmelze in den Kopfteil 23 kann auch über eine Rinne aus dem Ofen fallend erfolgen. Ebenso ist es möglich, hiefür eine Kipppfanne oder ein sonstiges geeignetes Transportmittel zu verwenden. Es können auch Ofen und Vorratsraum miteinander verbunden und in diese Verbindung ein Verschluss zur intermittierenden Beschickung des Vorratsraums eingebaut sein.

Selbstverständlich eignet sich die beschriebene Vorrichtung auch für die Speisung von Stranggiessanlagen, insbesondere dann, wenn der Austritt aus dem Rohr 13 horizontal erfolgt (Fig. 8) und der Strang horizontal geführt wird.

Gegebenenfalls kann die Stranggussform auch unmittelbar mit dem Rohr 13 in Verbindung stehen und die Düse 48 ersetzen.

Bei der Düsenbefestigung nach Fig. 10 ist der Düsenkörper 53 mit seinem einen Stirnende in eine konisch verlaufende Vertiefung 54 des Rohres 13 unter Zwischenschaltung einer wärmeisolierenden Dichtungsscheibe 55 eingesetzt. Der verbleibende konische Raum wird durch eine Stampfmasse 56 od. dgl. ausgefüllt. Der Düsenkörper 53 durchsetzt den zwischen dem Rohr 13 und einer Öffnung 57 des Metallkastens 2 des Vorratsbehälters liegenden Spalt 58 und wird an seinem oberen Ende durch eine Lochplatte 59 niedergehalten, die unter Zwischenschaltung einer wärmeisolierenden Dichtung 60 auf den Düsenkörper 53 drückt. Um eine gute Abdichtung der Lochplatte 59 gegenüber der Ausmauerung zu gewährleisten und so zu verhindern, dass im Raum 58 unter Druck befindliche Schmelze aussickern, ist ein Verschleissring 61, z.

B. aus Cermotherm (feuerfester Sinter) in eine Absetzung 62 der Ausmauerung 4 eingesetzt. Dieser Verschleissring 61 bildet ein festes Widerlager bei der Verspannung der Lochplatte 59. Dadurch wird die Ausmauerung 4. geschützt und ein oftmaliges leichtes Auswechseln des Düsenkörpers 53 ohne Beschädigung der Ausmauerung 4 ermöglicht.

Die äussere Stirnseite der Lochplatte 59 ist durch eine Verschleissplatte 63 abgedeckt, die durch eine am Metallkasten 6 des Oberteils 5 des Vorratsbehälters mittels Schrauben 64 befestigte Niederhalteplatte 65 gehalten ist. Durch diese Verschleissplatte 63 wird die Lochplatte 59 und die Düse 53 gegen Beschädigung, z. B. während des Kokillentransportes, geschützt. Um diese Verschleissplatte 63 bei Bedarf leicht auswechseln zu können, weist die Verschleissplatte eine mittige Öffnung 66 auf, deren Durchmesser etwas grösser als der Durchmesser der Öffnungen 67 bzw. 68 der Lochplatte 59 bzw. des Düsenkörpers 53 ist. Dadurch wird eine ringförmige Abstützfläche 69 geschaffen, auf die ein Niederhaltewerkzeug, z.

B. ein Stempel 70, aufgesetzt werden kann, der die Lochplatte 59 und den Düsenkörper 53 festhält, wenn man nach Lösen der Schrauben 64 die Niederhalteplatte 65 abhebt und damit die Verschleissplatte 63 freigibt. Die Verschleissplatte 63 kann dann durch eine neue Verschleissplatte ersetzt werden.

Die Verschleissplatte 63 besteht zweckmässig aus feuerfestem isolierendem Material, wie z. B. gesinterten feuerfesten Oxyden, die verschleissfest sind, oder aus hitzebeständigem abriebfestem Stahl. Zwischen den Stossflächen der Verschleissplatte 63 und der Lochplatte 59 bzw. der Lochplatte 59 und dem Verschleissring 61 bzw. dem Düsenkörper 53 und der Lochplatte 59 sind Matten aus wärmeisolierendem Material, z. B. Kaolinwolle, vorgesehen, um die Wärmeverluste am Düsenmundstück möglichst gering zu halten. Die Lochplatte 59 bildet mit dem Düsenkörper 53 ein Nut 71, die sich zum Düsenraum mit einem horizontalen Schlitz öffnet. Diese Nut 71 wird nach dem Verspannen mit feuerfester Masse verschmiert, um eine einwandfreie Abdichtung und eine glatte Oberfläche des Düsenraumes zu erzielen. Der Düsenkörper 53 kann je nach der Art des zu vergiessenden Werkstoffs z. B.

aus Graphit, Magnesit, Sinteroxyd od. dgl. bestehen.

Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, einen Teil des Vorratsbehälters oder den gesamten Vorratsbehälter vom Ofen zu bilden.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 11 ist das Giessgefäss mit einem Unterteil 101 und einem Oberteil 102 versehen.

Der von diesen beiden Teilen 101, 102, die den Vorratsbehälter bilden, umschlossene Raum bildet den Vorratsraum 103. Der Unterteil 101 und der Oberteil 102 weisen an ihren Innenwänden halbkreisförmige Ausnehmungen 104 auf und sind mittels Flanschen 105 miteinander lösbar verspannt. In den Ausnehmungen 104 ist ein den Ausgleichsbehälter bildendes Rohr 106 gelagert, dessen Innenraum den Ausgleichsraum 107 bildet. An seinen beiden Stirnenden ist das Rohr 106 mittels Pfropfen 108 bzw. 109 verschlossen. In einer Durchbrechung 110 in der Wand des Rohres 106 ist ein Kolben 111 gleitend geführt, der an einer Kolbenstange 112 befestigt ist und den Verdrängungskörper bildet. Die Durchbrechung 1 10a ist von einem in die Wand des Rohres 106 eingesetzten Zylinderstück 110 gebildet.

Weiters weist das Rohr 106 eine Eintrittsöffnung 113 auf, die mit einem Stopfen 114 verschliessbarist und durch die die Schmelze aus dem Vorratsraum 103 in den Ausgleichsraum 107 eintritt. Weiters ist das Rohr 106 mit einer Austrittsöffnung 115 versehen, die über eine Giessdüse 116 zu einer Form 117 führt. Der Querschnitt des Ausgleichsraumes 107 zwischen der Eintrittsöffnung 113 und der Austrittsöffnung 115 ist im wesentlichen gleich (z. B. kreisförmig) und es weist der Ausgleichsraum 107 eine gerade Achse auf. Der Querschnitt des Ausgleichsraumes 107 zwischen der Eintrittsöffnung 113 und der Austrittsöffnung 115 sowie die Entfernung zwischen diesen beiden Öffnungen werden so gewählt, dass eine im'wesentlichen turbulenzfreie beruhigte Strömung der Schmelze im Ausgleichsraum 107 auftritt.

In der Wand des Vorratsraumes 103, der auch von einem Schmelzofen gebildet sein kann, sind Öffnungen 118 zum Anschluss einer Induktionsheizanlage vorgesehen, mittels der eine beliebige Temperatur der Schmelze im Vorratsbehälter 103 kontrolliert aufrecht erhaltbar ist. Da die Schmelze im Vorratsraum 103 das Rohr 106 umspült, wird auch die im Ausgleichsbehälter 107 und in der Düse 116 befindliche Schmelzentemperatur kontrolliert aufrechterhalten, ohne die Strömungsverhältnisse im Ausgleichsbehälter wesentlich zu beeinflussen. Der Vorratsbehälter ist über eine Rinne 119 mit dem nicht dargestellten Ofen verbunden.

Die Kolbenstange 112 ist in einem Zylinder 120 und die mit dem Stopfen 114 verbundene Stange in einem Zylinder 121 geführt. Diese beiden Zylinder 120, 121 sind über Rohrleitungen 122 mit einem hydraulischen oder pneumatischen Steuerteil 123 verbunden, der seinerseits von einem elektrischen Steuerteil 124 gesteuert wird. An der Kolbenstange 112 ist ein Anschlag 125 angeordnet, der mit einem oberen ortsfesten Endausschalter 126 und einem unteren verstellbaren Endausschalter 127 zusammenwirkt. Der untere Endausschalter 127 wird entsprechend der Grösse des Gussstückes in seiner Höhenlage eingestellt und fixiert. Weiters ist ein Einschalter 128 vorgesehen.

Ist nun die Gussform 117 aufgesetzt und soll die Anlage in Betrieb genommen werden, so wird der Einschalter 128 betätigt, worauf im Steuerventil 124 ein Relais geschaltet wird, das den die Eintrittsöffnung 113 verschliessenden Stopfen in die Schliessstellung absenkt und anschliessend ein weiteres Relais schaltet, das die Kolbenstange 112 absenkt. Ist die gewünschte Absenkung der Kolbenstange 112 erreicht, so schaltet der Anschlag 125 den unteren Endausschalter 127 und bringt den Kolben 112 zum Stehen. Ist das Metall in der Gussform 117 erstarrt, so wird der Einschalter 128 neuerlich betätigt, worauf zunächst der Stopfen 114 und anschliessend der Kolben 112 angehoben werden, bis der Anschlag 125 den oberen Endausschalter 126 schaltet. Dadurch füllt sich'der Ausgleichsraum 107 erneut mit Schmelze und der nächste Guss kann durchgeführt werden.

Die Schmelze ist in der Rinne 119 nur bis zu einem Niveau
129 gestaut, das den Zufluss in das den Ausgleichsbehälter bildende Rohr 106, aber nicht in die Fussform 117 gewährleistet. Der Oberteil 102 kann aber auch hier durch einen
Oberteil 5 und einen Kopfteil 23 ersetzt werden, so dass der Badspiegel der Schmelze hoch genug ist, eine Füllung der Gussform 117 zu gewährleisten.

Bei dieser Art der Handhabung wird zuerst der Stopfen 114 gehoben, bis die Gussform 117 gefüllt ist. Anschliessend wird der Stopfen 114 wieder abgesenkt, so dass die Eintrittsöffnung
113 wieder verschlossen wird. Hierauf wird der Kolben 111 mit seiner Kolbenstange 112 entsprechend dem gewünschten Druckraum die Schmelze und entsprechend der Volumsver änderung beim Erstarren der Schmelze abgesenkt. Nach Erstarren des Gusses wird die Gussform 117 gewechselt, der Stopfen 114 angehoben und der Kolben 111 mit seiner Kolbenstange 112 hochgehoben, worauf sich der Ausgleichsraum
107 von neuem mit Schmelze füllt.

Durch diesen Verdrängungskörper 111, welcher in den Ausgleichsraum 107 eindringt und mit dem Stopfen 114 bewegungsmässig gekoppelt ist, wird es also möglich, unab hängig vom ferrostatischen Druck, Drücke zu erzeugen und aufzubringen. Die Vorrichtung kann hiebei in Art einer Pumpe arbeiten, oder etwa in folgender Weise: Nach dem Füllen der Gussform 117 durch den ferrostatischen Druck wird der Stopfen 114 geschlossen und durch den Verdrängungskörper unabhängig von ferrostatischen Druck ein gewünschter höherer Druck aufgebracht. Die Kolbenhübe des Verdrängungskörpers 111 sind hiebei äusserst klein, was geringen Ver- schleiss, schnelle Taktzeiten und Unabhängigkeit von der Gussstückgrösse gewährleistet. Da der Durchmesser des Ausgleichsraumes 107 relativ gering ist, können grosse Drücke ohne wesentliche Schwierigkeiten aufgebracht werden.

Die Erfindung kann bei jeglicher Art von Schmelzen Verwendung finden, seien es Metallschmelzen wie Eisen, Stahl, Messing, Bronze usw. oder Kunststoffschmelzen.

Claims

PATENTANSPRUCH

Vorrichtung zum Giessen von Schmelzen mit einem Vorratsbehälter für die Schmelze, aus welchem diese durch eine Durchnussöffnung unter dem Druck der flüssigen Schmelze in einen Ausgleichsbehälter strömt, der über eine Ausfluss öffnung zur Gussform führt, sowie mit einer Vorrichtung zur Steuerung des Stromes der Schmelze zur Gussform, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsbehälter (13, 106) zumin dest bis zur Ausflussöffnung (21, 115) im Vorratsbehälter (1, 5, 23, 101, 102) angeordnet und durch die im Vorratsbehälter befindliche Schmelze umspült und durch diese gewärmt wird.

UNTERANSPRÜCHE 1. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass auch die Giessdüse (21, 116) im wesentlichen im Vorratsbehälter (1, 5, 23, 101, 102) angeordnet und aussen durch die im Vorratsbehälter befindliche Schmelze umspült ist.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsbehälter (13, 106) ein langgestrecktes Rohr mit gerader Achse ist, dessen Aussenseite von der Schmelze im Vorratsbehälter (1, 5, 23, 101, 102) umspült ist.

3. Vorrichtung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsbehälter (13, 106) im Vorratsbehälter (1, 5, 23, 101, 102) horizontal angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsbehälter (13) zumindest an einem Ende in einer durchgehenden Öffnung (12) der Wand (3, 4, 7, 8) des Vorratsbehälters (1, 5, 23) gehalten ist (Fig. 1 bis 7).

5. Vorrichtung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (1, 5, 23) zweiteilig ausgebildet ist und die beiden Hälften im Bereiche des Ausgleichsbehälters (13) miteinander lösbar verbunden sind, wobei die Trennflächen etwa in der Höhe der Längsachse des Ausgleichsbehälters (13) liegen.

6. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Steuerung des Zuflusses der zu vergiessenden Schmelze an dem in den Vorratsbehälter (1, 5, 23) ragenden Abschnitt des Ausgleichsbehälters (13) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Steuerung des Zuflusses der zu vergiessenden Schmelze von einem in vertikaler Richtung beweglichen Stopfenverschluss (19, 20) gebildet ist (Fig. 2).

8. Vorrichtung nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Steuerung des Zuflusses der zu vergiessenden Schmelze von einem Stopfenverschluss (38, 39) gebildet ist, der horizontal am Stimende des Rohres (13) angreift und die dort angeordnete Durchflussöffnung (38) steuert (Fig. 4).

9. Vorrichtung nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Steuerung des Zuflusses des zu vergiessenden Materials von einem Schieber (47) gebildet ist, der die Durchflussöffnung im Ausgleichsbehälter (17) steuert (Fig. 6).

10. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung zur Steuerung des Zuflusses der Schmelze in den Vorratsbehälter (1, 5, 23) vorgesehen ist, welche mit einer Badspiegelmessvorrichtung gekoppelt ist und den Badspiegel konstant hält.

11. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (47, 20, 39) zur Steuerung des Zuflusses der Schmelze in die Gussform (22) mit einer Steuerung für den Zufluss in den Vorratsbehälter (1, 5, 23) gekoppelt ist.

12. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (1, 5, 23, 101, 102) beheizt ist.

13. Vorrichtung nach Unteranspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Beheizung des Vorratsbehälters (1, 5, 23, 101, 102) durcb eine Induktionsheizung (33a) erfolgt, die über am Boden desVorratsbehälters unterhalb des Ausgleichsbehälters (13, 106), angeordnete Öffnungen (33, 118) in der Wand des Vorratsbehälters mit diesem verbunden ist.

14. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (1, 5, 23) und der Ausgleichsbehälter (13) an ihrem tiefsten Punkt je eine verschliessbare Abflussöffnung (34, 15) aufweisen (Fig. 1).

15. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (1, 5, 23) über der Durch flussöffnung (19) eine Abstichöffnung (37) aufweist (Fig. 2).

16. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter als Schmelzofen ausgebildet ist.

17. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsbehälter (13, 106) in seiner Aussenwand eine Vertiefung (54) aufweist, in die die bis zur Aussenwand des Vorratsbehälters (1, 5, 23, 101, 102) reichende Giessdüse (53, 116) eingesetzt und dort gehalten ist.

18. Vorrichtung nach Unteranspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Giessdüse (53) in der Vertiefung (54) durch eine auf die Düse (53) drückende Lochplatte (59) festgehalten ist, wobei die Lochplatte (59) sowohl den Vorratsbehälter (1, 5, 23) gegenüber der Düse (53) als auch nach aussen abdichtet (Fig. 10).

19. Vorrichtung nach Unteranspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die Berührungsflächen von Düse (53), Vorratsbehälter (1, 5, 23), Ausgleichsbehälter (13) und Lochplatte (59), Dichtungen (55, 60) in Form von Matten oder Streifen aus feuerfestem Material eingelegt sind (Fig. 10).

20. Vorrichtung nach Unteranspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das feuerfeste Material Kaolinwolle ist.

21. Vorrichtung nach Unteranspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochplatte (59) und die Düse (53) durch eine an der oberen Stirnseite der Düse angeordnete Verschleissplatte (63) abgedeckt sind (Fig. 10).

22. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsbehälter (13, 106) aus Graphit oder Tonerdegraphit besteht.

23. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand des Ausgleichsbehälters (106) mit einer Durchbrechung (110a) versehen ist, in der ein Verdrängungskörper (111) geführt ist, welcher in den Ausgleichsraum (107) eindringt und die dort befindliche Schmelze unter Druck setzt (Fig. 11).