Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 8.
Derartige Vorrichtungen und Verfahren sind beispielsweise aus der DE-A19 508 919 bekannt geworden, bei der ein Drehteller zum Weiterfördern von auf Podesten stehenden kurzen Metallknüppeln oder -bolzen von einer Erhitzungsstation zur nächsten verwendet wird. Die JP-B-48-8694 zeigt aber, dass es auch möglich ist, an Stelle eines Drehtellers einen Linearförderer zu verwenden.
Bei der Verarbeitung thixotropen Metalls sind grundsätzlich zwei Vorgehensweisen möglich. Entweder wird, nach dem sog. Rheocast-Verfahren, ein halbfester Brei hergestellt und dieser unmittelbar in eine Formungsmaschine überführt, oder es werden erst Stangen durch Stranggiessen hergestellt, abkühlen gelassen, zu einzelnen Portionen, d.h. Knüppel, Barren bzw. Bolzen, zersägt und dann neuerlich erhitzt (sog. Thixocast-Verfahren). Am Rheocast-Verfahren ist der hohe Investitionsaufwand für die Herstellung des Rohmateriales sowie der grosse Platzbedarf der zugehörigen Vorrichtung in unmittelbarer Nähe der Formmaschine nachteilig.
Zwar kann bei Thixocast-Verfahren die Herstellung des Rohmateriales räumlich getrennt von der Formgebung vor sich gehen, jedoch ergibt die Abkühlung der Stangen, das Zersägen derselben sowie die neuerliche Aufheizung insgesamt doch einen nicht unbeträchtlichen energetischen und investitionsmässigen Aufwand.
Die Herstellung des Rohmateriales erfolgt unter ständigem Rühren (zur Zerstörung von Dendriten) in Stranggiessanlagen, d.h. wegen der Notwendigkeit des Rührens sind herkömmliche Metallheizöfen nicht zu gebrauchen. Dagegen wird für die Wiederaufheizung im Thixocast-Verfahren eine grosse Anzahl von Induktionsspulen an einem Drehteller oder einer anderen Fördereinrichtung benötigt, was die Effizienz herabsetzt und ausserdem platzaufwendig ist.
Demnach liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein günstigeres Verfahren sowohl hinsichtlich der Effizienz, der Kosten, als auch des Platzbedarfs zu schaffen. Dies gelingt durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 8.
Während bisher die Rührer einer Stranggiessanlage zugeordnet waren, wird also erfindungsgemäss mindestens eine Rühreinrichtung dem portionenweise vorliegenden Metall zugeordnet. Dabei ist es im Rahmen der Erfindung nicht unbedingt ein bestimmter Aggregatzustand des Metalles erforderlich. Es könnte je einer Rühreinrichtung auch eine Heizeinrichtung zugeordnet sein, die die jeweilige Metallportion aus dem festen in den halbflüssigen Zustand bringt. Vorzugsweise wird aber der umgekehrte Weg entsprechend Anspruch 9 beschritten.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
Fig. 1 eine erste erfindungsgemässe Ausführungsform in perspektivischer Darstellung;
Fig. 2 die wesentlichen Teile einer zweiten Ausführungsform in einem Längsschnitt; und
Fig. 3 eine dritte Ausführungsform, ebenfalls in einem Längsschnitt.
In Fig. 1 ist der Schliessteil einer Druckgiessmaschine allgemein mit 1 bezeichnet und umfasst in üblicher Weise einen ortsfesten Formträger 1a mit einer daran befestigten ortsfesten Form 1b, an die eine entlang von Führungssäulen 1c bewegliche Form 1d an einer beweglichen Formträgerplatte 1e in nicht dargestellter Weise anlegbar ist.
Ein mit dem ortsfesten Träger 1a und der ortsfesten Form 1b verbundener Schussteil 2 weist eine Giesskammer 2a mit einer länglichen Einfüllöffnung 2b und einen in der Giesskammer 2a verschiebbaren (hier nicht sichtbaren) Giesskolben (2e in Fig. 3) mit einer Kolbenstange 2c auf, die von einem Antriebszylinder 2d mit Druck beaufschlagt wird. Die ganze Druckgiessmaschine besteht somit im Wesentlichen aus den Teilen 1 und 2.
Nahe der Giesskammer 2a und ihrer Einfüllöffnung 2b ist ein Drehteller 5 oberhalb des Antriebszylinders 2d drehbar montiert und wird von einem nicht dargestellten Antrieb in an sich bekannter Weise schrittweise angetrieben. An der Oberseite des Drehtellers 5 befinden sich mehrere, zweckmässig zylindrische, Gefässe 3 in jeweils gleichen Winkelabständen. In einer Befüllstation steht ein solches Gefäss, z.B. aus Keramikmaterial, unterhalb eines Schmelzofens 4 mit einem Auslass 4a an seiner Unterseite. Ausser Keramik ist auch die Verwendung von Graphit möglich, doch können gewünschtenfalls auch Metalle, wie Kupfer-, Titan- oder Aluminiumlegierungen, verwendet werden.
Dieser Auslass 4a wird in an sich bekannter Weise durch einen nicht dargestellten Verschluss, z.B. einen Schieber, verschlossen, sodass Metall nur dann aus dem behälterartigen Ofen 4 abgegeben wird, wenn sich unter dem Auslass 4a ein Gefäss 3 befindet. Dies kann gegebenenfalls durch eine Programmsteuereinrichtung bewirkt werden, die beispielsweise das Vorhandensein des Gefässes 3 mit einem Sensor an sich beliebiger Art, z.B. einer Lichtschranke, abfühlt. Ist dies der Fall, so wird der Verschluss des Auslasses 4a so lange geöffnet, bis das Gefäss 3 gefüllt ist, was entweder durch eine Zeitschaltung oder wiederum durch einen Sensor festgestellt werden kann. Nach dem Befüllen erhält jedes Gefäss 3 vorzugsweise einen Deckel 3a, der beispielsweise von einem Förderer 3b herangebracht wird.
Nach dem Befüllen eines Gefässes 3 unter dem Ofen 4, dreht sich der Drehteller 5 im Uhrzeigersinn um einen Schritt weiter, womit das Gefäss 3 zu einer Station gelangt, die von einem Bandförderer 6 mit magnetischen Rühreinheiten 7 beliefert wird. Die Rühreinheiten 7 können an sich beliebig ausgebildet werden, beispielsweise so, wie es in den GB-A-1 520 293; 1 525 036; 2 012 638; 2 016 331 oder den USA-2 963 758; 3 995 678; 4 030 534 usw. beschrieben ist. Zu diesem Zweck sind die Rühreinheiten mit einem elektrischen Anschluss 7a versehen, der in eine entspre chende, nicht dargestellte Verbindung am Drehtisch 5 eingesteckt wird, um während der Drehung des Drehtisches 5 Strom an die Rühreinheiten 7 zu liefern.
Es ist in der einschlägigen Technik bekannt, dass durch das Rühren des Metalles dendritische Gefüge vermieden werden können, indem die Dendriten "degeneriert" bzw. zerstört werden.
Auf diese Weise wird der Inhalt der Gefässe 3 durch die darübergestülpten Rühreinheiten 7 im weiteren Verlauf der Drehung des Drehtellers 5 gerührt. Hier sei erwähnt, dass Fig. 1 zwar eine besonders günstige Anordnung eines Drehtellers 5 zeigt, dass dieser aber alternativ mit horizontaler Drehachse, beispielsweise rund um die Giesskammer 2a, angeordnet sein könnte.
Auch ist die Station mit dem Förderer 6 lediglich ein Beispiel, denn es wäre ebenso - und gerade bei der vorliegenden Erfindung - möglich, den Inhalt der Gefässe 3 während der Umdrehung des Drehtellers 5 mit verschiedenen Rührbewegungsmustern zu rühren, indem etwa anschliessend an die Station mit dem Förderer 6 die dort aufgesetzte Rühreinheit 7 an der nächsten oder übernächsten Station gegen eine andere Rühreinheit mit einem anderen Rührbewegungsmuster ausgetauscht wird, sodass beispielsweise zunächst durch Drehung um die Achse des Gefässes 3, dann in Achsrichtung oder schräg dazu, allenfalls auch in Gegenrichtung, gerührt wird.
Durch das Rühren in den Gefässen 3 wird das anfänglich völlig flüssig aus dem Ofen 4 eingefüllte Metall bzw. die entsprechende Metalllegierung unter Rühren abgekühlt, wobei etwaige vorhandene Dendriten zerstört werden oder gar nicht erst zur Bildung kommen. Während des Abkühlens, z.B. von etwa 700 bis 680 DEG C auf ca. 580 DEG C, erreicht die Metalllegierung letztlich einen halbfesten Zustand, wie er für thixotrope Metalle typisch ist. Dies ist nach Fig. 1 dort der Fall, wo ein zweiter Bandförderer 8 von den Gefässen 3 wieder abgenommene Rühreinheiten 7 an einen nicht dargestellten Lagerort führt, von wo sie wieder in den Bereich des ersten Förderers 6 gebracht werden. Das Aufsetzen und Abnehmen der Rühreinheiten 7 auf die bzw. von den Gefässe(n) kann von Hand aus oder durch Manipulatoren erfolgen.
Die an den Förderer 8 im Uhrzeigersinn anschliessenden Stationen können zur Temperierung bzw. zum Abstehen und/oder Nachwärmen genutzt werden, um damit eine Gefügemodifikation (Abrundung der Gefügekomponenten, Veränderung der Korngrösse) zu erhalten.
Die zylindrischen Gefässe 3 haben zweckmässig einen beweglichen Boden, der durch ein ihnen zugeordnetes und an der Unterseite des Drehtellers 5 befestigtes Zylinderaggregat 9 anhebbar ist. Beispielsweise bildet ein durch das Aggregat 9 hochfahrbarer Kolben mit seiner nach oben gewandten Kolbenfläche selbst den Boden der Gefässe 3. Wenn daher das Metall innerhalb der Gefässe 3 in der der Einfüllöffnung 2b unmittelbar gegenüberliegenden Stellung so weit in den thixotropen Zustand erkaltet ist, kann es als "Slug", "Knüppel" oder "Bolzen" 10 durch Betätigen des Aggregates 9 aus dem Gefäss 3 herausgeschoben werden, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist. Entweder wird dabei auch der Deckel 3a mit abgehoben und entfernt, oder der Deckel 3a wurde bereits in der vorherigen Station in nicht dargestellter Weise abgenommen und wieder in den Bereich des Förderers 3b gebracht.
In herausgehobener Stellung (siehe Fig. 1) lässt sich der "Bolzen" 10 dann von der Zange 11 eines Manipulators 12 ergreifen und in die längliche Einfüllöffnung 2b einlegen, worauf das Metall in üblicher Weise in das Innere der Formen 1b, 1d eingeschossen wird.
Durch diese Vorgangsweise erspart man diejenige Energie und Zeit, die bei einem Thixocast-Verfahren bisher für das neuerliche Erwärmen eines vorher hergestellten und abgelängten Rohmaterials aufgewendet werden mussten. Darüber hinaus erlaubt dieses Verfahren die Verwendung herkömmlicher Schmelzöfen.
Im Falle der Fig. 2 ist der Drehteller 5 (Fig. 1) durch eine lineare Fördereinrichtung ersetzt. Teile gleicher Funktion besitzen dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1.
Die erwähnte Fördereinrichtung umfasst einen Kanal 13 mit einem Schieber oder Stempel 14. An der rechten Seite der Fig. 2 wird beispielsweise ein Gefäss 3 mittels eines Tabletts 15 hochgehalten, um von einem (nicht dargestellten) Schmelzofen, wie dem Schmelzofen 4 der Fig. 1, befüllt zu werden. An sich ist aber das Heben des Gefässes 3 dazu nicht unbedingt erforderlich. Nach dem Befüllen und zweck mässig dem Aufsetzen oder Einschwenken (falls dieser schwenkbar am Gefäss 3 befestigt ist) des Deckels 3a und/oder eines diesem entsprechenden Bodens wird das Tablett 15 in die Stellung 15 min abgesenkt, in welcher seine Oberfläche mit der Wandung des Kanals 13 fluchtet. Gegebenenfalls wird dabei das Gefäss 3 um 90 DEG gedreht, wie dies der Pfeil a andeutet, sodass Deckel 3a bzw. Boden jeweils in einer vertikalen Ebene liegen.
In diesem Falle ist es zweckmässig, wenn der Kanal 13 einen dem Gefässquerschnitt entsprechenden Querschnitt, also beispielsweise einen Zylinderquerschnitt, besitzt. Der dargestellte Zufuhrkanal 15 ist zur Durchführung dieser Drehung schräg zum Förderkanal 13 angeordnet.
Sobald nun ein Gefäss 3 mittels des Tabletts 15 in dessen Stellung 15 min abgesenkt ist, bewegt sich der Stempel 14 um die (horizontal in Fig. 2 gemessene) Länge eines Gefässes 3 nach vor (nach links in Fig. 2) und wieder zurück. Der Stempel 14 schiebt damit die Reihe der in Fig. 2 dargestellten und jeweils mit einem Deckel 3a abgeschlossenen Gefässe 3. Rund um den Förderkanal 13 ist zweckmässig eine Temperiereinrichtung 16 angeordnet, die von Heiz- und/oder Kühlwendeln, z.B. Heizdrähten und/oder Kühlrohren, gebildet sein kann.
Durch die absatzweise bzw. intermittierende Förderung der Gefässe 3 durch den Förderkanal 13 hindurch mithilfe des Stempels 14 ergeben sich, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, einzelne Stationen, an denen sich die Gefässe 3 für eine Weile im Stillstand befinden. Mindestens einem Teil dieser Stationen sind Rühreinrichtungen 7 zugeordnet bzw. rund um den entsprechenden Abschnitt des Förderkanales 13 herumgelegt. In Fig. 2 sind beispielsweise drei solcher Stationen mit Rühreinrichtungen 7 dargestellt, worauf links in Fig. 2 eine Station folgt, die ohne eine solche Rühreinrichtung ausgebildet ist. In dieser letzteren Station erfolgt, wie schon beim vorherigen Ausführungsbeispiel ein Abstehen bzw. Nachwärmen (oder Nachkühlen), um das Gefüge zu beeinflussen.
Der Förderkanal 13 ist vorzugsweise so bemessen, dass das jeweils letzte, in Fig. 2 links liegende Gefäss 3 gerade noch von einem Kanalabschnitt 17 gehalten wird, der kleiner als die Länge eines Gefässes 3 ist, insbesondere 25 bis 75% der Länge eines Gefässes ausmacht. Dadurch ragt ein Teil des jeweiligen letzten Gefässes 3 am Ende aus dem Förderkanal 13 heraus und kann von den Backen 11 eines Manipulators (vgl. 12 in Fig. 1) ergriffen werden. Nun werden, wie aus Fig. 2 ersichtlich, Deckel und Boden des jeweiligen Gefässes 3, beispielsweise mittels des Manipulators oder einer anderen Vorrichtung, entfernt, sodass das inzwischen thixotrop gewordene Metall in seinem handhabbaren halbfesten Zustand in dem zylindrischen Mantel 3c des Gefässes 3 eingeschlossen ist. Der Manipulator legt nun den Mantel 3c samt dem darin enthaltenen "Bolzen" 10 in die Einfüllöffnung 2b.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Anordnung in bevorzugter Weise so getroffen, dass der Mantel 3c denselben Innendurchmesser besitzt, wie die Giesskammer 2a. Die Giesskammer 2a besitzt vorzugsweise eine Vertiefung 18 mit der Dicke der Wandstärke des Mantels 3c, sodass die Innenflächen von Mantel 3c und Giesskammer 2a miteinander fluchten. Wenn dann der Giesskolben 2e in Pfeilrichtung nach links verschoben wird, wird der "Bolzen" 10 in die hier nicht dargestellte, links an die Giesskammer 2a anschliessende Form 1b, 1d (Fig. 1) eingeschossen.
Es versteht sich, dass gegebenenfalls der Mantel 3c vom "Bolzen" 10 vor dem Einlegen in die Giesskammer ebenso mittels einer Ausstosseinrichtung abgetrennt werden kann, wie dies bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und der dort gezeigten Ausstosseinrichtung 9 der Fall ist.
Eine weitere Ausführungsform ist aus Fig. 3 ersichtlich. Hier ist der Förderkanal 13 der Fig. 2 samt dem Stempel 14 durch den Giesskolben 2e und die Giesskammer 2a ersetzt, die als Fördereinrichtung wirken. Hier kann die Einfüllöffnung 2b in üblicher Weise, also nicht länglich, ausgebildet sein, sodass über sie flüssiges Metall in die Giesskammer 2a eingegossen werden kann. Am der Einfüllöffnung 2b abgewandten (linken) Ende der Giesskammer 2a befindet sich zweckmässig ein Verschluss, um einen Verbleib der Schmelze in einem, z.B. der Dicke der ortsfesten Form 1b entsprechenden, Bereich zu sichern. Der Verschluss kann beispielsweise von einem vor die Mündung der Giesskammer 2a schiebbaren Schieber 19 oder von einem gegen diese Mündung drückbaren Gegenkolben 20 gebildet sein.
Sobald sich ein solcher Verschluss 19 bzw. 20 in der die Mündung der Giesskammer 2a abdeckenden Schliessstellung befindet, wird zunächst das flüssige Metall über die Einfüllöffnung 2b in die Giesskammer eingegossen. Anschliessend wird der Giesskolben 2e in die aus Fig. 3 ersichtliche Stellung gebracht, in der das Metall den Innenraum der Giesskammer 2a voll ausfüllt. Dann hält der Giesskolben 2e an, und die schon anhand der Fig. 2 beschriebenen Einrichtungen 7 und 16 beginnen so zu arbeiten, dass das anfänglich flüssige Metall unter ständigem Rühren (Rühreinrichtung 7 in der ortsfesten Form 1b untergebracht) und gleichzeitigem Temperieren, insbesondere Kühlen, mittels der Einrichtung 16 in den halbfesten bzw. teigigen, thixotropen Zustand überführt wird.
Ist dies geschehen, so kann die mithilfe zwischen den Kühlkanälen der Einrichtung 16 vorgesehenen Temperatur- und/oder Leitfähigkeitssensoren festgestellt werden. Diese sind bevorzugt so ausgebildet, wie dies in der DE-A-19 535 951 beschrieben ist.
Sodann kann der Verschluss 19 und/oder 20 geöffnet werden, denn das Metall verhält sich ja zunächst wie festes Metall und kann daher nicht ausrinnen. Anschliessend schiesst der Giesskolben 2e das Metall über einen verengten Anguss 21 (die Scherung darin bewirkt die Verflüssigung des Metalls) in den zwischen den beiden Formen 1b, 1d ausgebildeten Formhohlraum 22.
Es versteht sich, dass im Rahmen der Erfindung zahlreiche Abwandlungen möglich sind; um etwa eine gleichmässige Scherung über den gesamten Querschnitt des in der Giesskammer 2a befindlichen Metalles bei der Ausführung nach Fig. 3 zu erreichen, kann der Schieber 19 mit einer mittigen, verschliessbaren \ffnung ausgebildet sein, die die Scherung bewirkt. Dabei kann der Gegenkolben 20 den beim Einfüllen des flüssigen Metalles in die Giesskammer 2a zur Wirkung kommenden Verschluss dieser mittigen und (im Vergleich zum Durchmesser der Giesskammer 2a) verengten \ffnung bilden. Sobald dann das Metall in den Formhohlraum 22 eingeschossen ist, ist es ja zunächst noch weich, sodass in diesem Moment der Schieber 19 zur Freigabe der in der Giesskammer verbliebenen "Tablette" unter Abscherung des Angussstückes ganz geöffnet werden kann.
An Stelle einer einzigen Giesskammer kann im Falle der Fig. 3 auch ein revolverartiger Drehteller mit mehreren solchen, jeweils mit einer Rühreinrichtung 7 und gegebenenfalls mit einer Temperiereinrichtung 16 ausgestatteten Giesskammern vorgesehen sein, wobei jeweils eine in eine mit der entsprechenden \ffnung der Form 1b fluchtende Lage gebracht wird.
Ferner wäre es möglich, an Stelle elektromagnetischer Rühreinrichtungen in an sich bekannter Weise mechanische Rührer zu verwenden, die zwar hinsichtlich der Zerstörung der Dendriten günstigere Ergebnisse liefern, jedoch schwieriger handzuhaben sind. Es ist zwar die Erfindung anhand einer Druckgiessmaschine beschrieben worden, doch kann sie gegebenenfalls auch bei jeder anderen Formmaschine, wie etwa einer Schmiedemaschine, Anwendung finden.
The invention relates to a device according to the preamble of claim 1 and to a method according to the preamble of claim 8.
Devices and methods of this type are known, for example, from DE-A19 508 919, in which a turntable is used to convey short metal billets or studs standing on pedestals from one heating station to the next. JP-B-48-8694 shows, however, that it is also possible to use a linear conveyor instead of a turntable.
In principle, two approaches are possible when processing thixotropic metal. Either a semisolid porridge is produced according to the so-called Rheocast process and this is transferred directly to a molding machine, or bars are first produced by continuous casting and allowed to cool, into individual portions, i.e. Blanks, bars or bolts, sawn and then heated again (so-called thixocast process). A disadvantage of the Rheocast process is the high capital expenditure for the production of the raw material and the large space required for the associated device in the immediate vicinity of the molding machine.
Although the production of the raw material can be spatially separated from the shaping in Thixocast processes, the cooling of the rods, the sawing of them and the renewed heating result in a not inconsiderable expenditure of energy and investment.
The raw material is produced with constant stirring (to destroy dendrites) in continuous casting plants, i.e. Because of the necessity of stirring, conventional metal heating stoves cannot be used. In contrast, a large number of induction coils are required on a turntable or another conveyor for reheating in the Thixocast process, which reduces efficiency and is also space-consuming.
Accordingly, the object of the invention is to create a more cost-effective method both in terms of efficiency, costs and space requirements. This is achieved by the characterizing features of claims 1 and 8.
While the stirrers were previously assigned to a continuous casting installation, at least one stirring device is assigned to the metal, which is present in portions, according to the invention. It is not absolutely necessary in the context of the invention to have a specific physical state of the metal. A heating device could also be assigned to each stirring device, which brings the respective metal portion from the solid to the semi-liquid state. Preferably, however, the opposite path is followed in accordance with claim 9.
Further details of the invention result from the following description of exemplary embodiments shown schematically in the drawing. Show it:
1 shows a first embodiment according to the invention in a perspective view;
Figure 2 shows the essential parts of a second embodiment in a longitudinal section. and
Fig. 3 shows a third embodiment, also in a longitudinal section.
In Fig. 1, the closing part of a die casting machine is generally designated 1 and comprises in the usual way a fixed mold carrier 1a with a fixed mold 1b attached to it, against which a mold 1d movable along guide columns 1c can be placed on a movable mold carrier plate 1e in a manner not shown is.
A weft part 2 connected to the stationary support 1a and the stationary mold 1b has a casting chamber 2a with an elongated filling opening 2b and a casting piston (2e in FIG. 3) which is displaceable in the casting chamber 2a (2e in FIG. 3) and which has a piston rod 2c is pressurized by a drive cylinder 2d. The entire die casting machine essentially consists of parts 1 and 2.
Near the casting chamber 2a and its filling opening 2b, a turntable 5 is rotatably mounted above the drive cylinder 2d and is driven step by step by a drive, not shown, in a manner known per se. On the top of the turntable 5 there are several, suitably cylindrical, vessels 3 each at equal angular intervals. Such a vessel is located in a filling station, e.g. made of ceramic material, below a melting furnace 4 with an outlet 4a on its underside. In addition to ceramics, it is also possible to use graphite, but if desired, metals such as copper, titanium or aluminum alloys can also be used.
This outlet 4a is closed in a manner known per se by a closure, not shown, e.g. a slide, closed, so that metal is only released from the container-like furnace 4 when there is a vessel 3 under the outlet 4a. This can optionally be effected by a program control device which, for example, detects the presence of the vessel 3 with a sensor of any type, e.g. a light barrier. If this is the case, the closure of the outlet 4a is opened until the vessel 3 is filled, which can be determined either by a timer or again by a sensor. After filling, each vessel 3 is preferably provided with a lid 3a, which is brought up, for example, by a conveyor 3b.
After a vessel 3 has been filled under the oven 4, the turntable 5 rotates clockwise by one step, which brings the vessel 3 to a station which is supplied by a belt conveyor 6 with magnetic stirring units 7. The stirring units 7 can be of any desired design, for example as described in GB-A-1 520 293; 1,525,036; 2,012,638; 2,016,331 or U.S. 2,963,758; 3,995,678; 4,030,534, etc. For this purpose, the stirring units are provided with an electrical connection 7a, which is inserted into a corresponding connection, not shown, on the turntable 5 in order to supply current to the stirring units 7 during the rotation of the turntable 5.
It is known in the relevant art that dendritic structures can be avoided by stirring the metal by "degenerating" or destroying the dendrites.
In this way, the contents of the vessels 3 are stirred by the stirring units 7 placed over them as the turntable 5 continues to rotate. It should be mentioned here that FIG. 1 shows a particularly favorable arrangement of a turntable 5, but that it could alternatively be arranged with a horizontal axis of rotation, for example around the casting chamber 2a.
The station with the conveyor 6 is also only an example, because it would also be possible - and especially in the case of the present invention - to stir the contents of the vessels 3 with different stirring movement patterns during the rotation of the turntable 5, for example by following with the station the conveyor 6, the stirring unit 7 placed there at the next or the next but one station is exchanged for another stirring unit with a different stirring movement pattern, so that, for example, initially by rotating around the axis of the vessel 3, then in the axial direction or obliquely thereto, if necessary also in the opposite direction becomes.
The stirring in the vessels 3 cools the metal or the corresponding metal alloy, which is initially completely liquid from the furnace 4, with stirring, any dendrites present being destroyed or not forming at all. During cooling, e.g. from approximately 700 to 680 ° C to approximately 580 ° C, the metal alloy ultimately reaches a semi-solid state, as is typical for thixotropic metals. This is the case according to FIG. 1 where a second belt conveyor 8 leads stirring units 7 which have been removed again from the vessels 3 to a storage location (not shown) from where they are brought back into the area of the first conveyor 6. The stirring units 7 can be placed and removed on or from the vessels (s) by hand or by manipulators.
The stations following the conveyor 8 in a clockwise direction can be used for temperature control or for standing up and / or reheating, in order to obtain a structural modification (rounding off the structural components, changing the grain size).
The cylindrical vessels 3 expediently have a movable base which can be raised by means of a cylinder unit 9 assigned to them and fastened to the underside of the turntable 5. For example, a piston that can be raised by the unit 9, with its piston surface facing upward, itself forms the bottom of the vessels 3. Therefore, if the metal within the vessels 3 in the position immediately opposite the filler opening 2b has cooled to the thixotropic state so far, it can be regarded as "Slug", "billet" or "bolt" 10 can be pushed out of the vessel 3 by actuating the unit 9, as can be seen from FIG. 1. Either the cover 3a is also lifted off and removed, or the cover 3a has already been removed in the previous station in a manner not shown and brought back into the area of the conveyor 3b.
In the raised position (see FIG. 1), the "pin" 10 can then be gripped by the tongs 11 of a manipulator 12 and inserted into the elongated filling opening 2b, whereupon the metal is shot into the interior of the molds 1b, 1d in the usual way.
This procedure saves the energy and time that previously had to be spent in a thixocast process for re-heating a raw material that had previously been produced and cut to length. In addition, this method allows the use of conventional melting furnaces.
In the case of Fig. 2, the turntable 5 (Fig. 1) is replaced by a linear conveyor. Parts of the same function have the same reference numerals as in FIG. 1.
The conveyor device mentioned comprises a channel 13 with a slide or punch 14. On the right side of FIG. 2, for example, a vessel 3 is held up by means of a tray 15 in order to be able to move from a melting furnace (not shown), such as the melting furnace 4 of FIG to be filled. In itself, however, the lifting of the vessel 3 is not absolutely necessary for this. After filling and expediently putting on or swiveling in (if it is pivotably attached to the vessel 3) the cover 3a and / or a base corresponding to this, the tray 15 is lowered into the position 15 min in which its surface is flush with the wall of the channel 13 is aligned. If necessary, the vessel 3 is rotated by 90 °, as indicated by the arrow a, so that the lid 3a or bottom are each in a vertical plane.
In this case, it is expedient if the channel 13 has a cross section that corresponds to the vessel cross section, that is to say, for example, a cylinder cross section. The feed channel 15 shown is arranged obliquely to the feed channel 13 for performing this rotation.
As soon as a vessel 3 is lowered into its position for 15 minutes by means of the tray 15, the stamp 14 moves forward (to the left in FIG. 2) by the length of a vessel 3 (measured horizontally in FIG. 2) and back again. The plunger 14 thus pushes the row of the vessels 3 shown in FIG. 2 and each closed with a lid 3a. A temperature control device 16 is expediently arranged around the conveying channel 13, which is controlled by heating and / or cooling coils, e.g. Heating wires and / or cooling tubes can be formed.
The batchwise or intermittent conveying of the vessels 3 through the conveying channel 13 by means of the stamp 14, as can be seen from FIG. 2, results in individual stations at which the vessels 3 are at a standstill for a while. At least some of these stations are associated with stirring devices 7 or placed around the corresponding section of the conveying channel 13. 2 shows three such stations with stirring devices 7, for example, followed by a station on the left in FIG. 2 which is designed without such a stirring device. In this latter station, as in the previous exemplary embodiment, there is a protrusion or post-heating (or post-cooling) in order to influence the structure.
The conveying channel 13 is preferably dimensioned such that the last vessel 3 on the left in FIG. 2 is just held by a channel section 17 which is smaller than the length of a vessel 3, in particular 25 to 75% of the length of a vessel . As a result, a part of the last vessel 3 in each case protrudes from the delivery channel 13 at the end and can be gripped by the jaws 11 of a manipulator (cf. FIG. 12 in FIG. 1). Now, as can be seen from FIG. 2, the lid and bottom of the respective vessel 3 are removed, for example by means of the manipulator or another device, so that the now thixotropic metal in its manageable semi-solid state is enclosed in the cylindrical jacket 3c of the vessel 3 . The manipulator now places the jacket 3c together with the "bolt" 10 contained therein in the filling opening 2b.
In this exemplary embodiment, the arrangement is preferably made such that the jacket 3c has the same inside diameter as the casting chamber 2a. The casting chamber 2a preferably has a recess 18 with the thickness of the wall thickness of the casing 3c, so that the inner surfaces of the casing 3c and the casting chamber 2a are flush with one another. If the casting piston 2e is then shifted to the left in the direction of the arrow, the “bolt” 10 is shot into the shape 1b, 1d (FIG. 1), which is not shown here and adjoins the casting chamber 2a on the left.
It goes without saying that the casing 3c can also be separated from the "bolt" 10 before being inserted into the casting chamber by means of an ejection device, as is the case with the embodiment according to FIG. 1 and the ejection device 9 shown there.
Another embodiment is shown in FIG. 3. Here, the delivery channel 13 of FIG. 2 together with the stamp 14 is replaced by the casting piston 2e and the casting chamber 2a, which act as a delivery device. Here, the filling opening 2b can be formed in the usual way, that is to say not elongated, so that liquid metal can be poured into the casting chamber 2a via it. At the (left) end of the casting chamber 2a facing away from the filling opening 2b there is expediently a closure in order to prevent the melt from remaining in a e.g. to secure the area corresponding to the thickness of the stationary mold 1b. The closure can be formed, for example, by a slide 19 which can be pushed in front of the mouth of the casting chamber 2a or by a counter-piston 20 which can be pressed against this mouth.
As soon as such a closure 19 or 20 is in the closed position covering the mouth of the casting chamber 2a, the liquid metal is first poured into the casting chamber via the filling opening 2b. The casting piston 2e is then brought into the position shown in FIG. 3, in which the metal completely fills the interior of the casting chamber 2a. Then the casting piston 2e stops, and the devices 7 and 16 already described with reference to FIG. 2 begin to work in such a way that the initially liquid metal is stirred continuously (stirring device 7 housed in the stationary mold 1b) and at the same time tempering, in particular cooling, is transferred into the semi-solid or doughy, thixotropic state by means of the device 16.
Once this has been done, the temperature and / or conductivity sensors provided between the cooling channels of the device 16 can be determined. These are preferably designed as described in DE-A-19 535 951.
Then the closure 19 and / or 20 can be opened, because the metal initially behaves like solid metal and therefore cannot run out. The casting piston 2e then shoots the metal via a narrowed sprue 21 (the shear therein causes the metal to liquefy) into the mold cavity 22 formed between the two molds 1b, 1d.
It goes without saying that numerous modifications are possible within the scope of the invention; In order to achieve approximately uniform shear over the entire cross section of the metal located in the casting chamber 2a in the embodiment according to FIG. 3, the slide 19 can be formed with a central, closable opening which effects the shear. The counter-piston 20 can form the closing of this central opening (which is effective in comparison with the diameter of the casting chamber 2a) when the liquid metal is poured into the casting chamber 2a. As soon as the metal is then shot into the mold cavity 22, it is initially still soft, so that at this moment the slide 19 can be opened completely to release the "tablet" remaining in the casting chamber while shearing off the sprue.
In the case of FIG. 3, instead of a single casting chamber, a revolver-like turntable with several such casting chambers, each equipped with a stirring device 7 and optionally with a temperature control device 16, can be provided, one in each case being aligned with the corresponding opening of shape 1b Situation is brought.
It would also be possible to use mechanical stirrers instead of electromagnetic stirrers in a manner known per se which, although they provide more favorable results in terms of the destruction of the dendrites, are more difficult to handle. Although the invention has been described with reference to a die casting machine, it can also be used in any other molding machine, such as a forging machine.