DE19851258A1

DE19851258A1 - Method and device for filling cavities or grooves of a body with a liquid metal

Info

Publication number: DE19851258A1
Application number: DE1998151258
Authority: DE
Inventors: Maria Burger; Ralf Laschimke
Original assignee: FUERSTLICH HOHENZOLLERNSCHE WE
Current assignee: FUERSTLICH HOHENZOLLERNSCHE WE
Priority date: 1998-11-06
Filing date: 1998-11-06
Publication date: 2000-05-18
Also published as: EP0999001A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausfüllen von Hohlräumen und/oder Nuten eines Körpers mit einem flüssigen Metall, wobei das flüssige Metall durch Anlegen einer äußeren Kraft in die evakuierten Hohlräume gedrückt wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem geschlossenen Gehäuse mit einer Halterung für den Körper, einer verschließbaren Saugöffnung an einem Ende des Gehäuses zum Evakuieren des Gehäuseinneren, eine Füllöffnung an einem anderen Ende des Gehäuses zum Einfüllen des flüssigen Metalls durch eine äußere Kraft in das evakuierte Gehäuse sowie die Verwendung des Verfahrenserzeugnisses als Rotor für einen Kurzschlußläufermotor.The invention relates to a method for filling cavities and / or grooves of a body with a liquid metal, the liquid metal being pressed into the evacuated cavities by applying an external force, and a device for carrying out the method with a closed housing with a holder for the body, a closable suction opening at one end of the housing for evacuating the interior of the housing, a filling opening at another end of the housing for filling the liquid metal by an external force into the evacuated housing, and the use of the process product as a rotor for a squirrel-cage motor.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren der durch den Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung sowie eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens, als auch die Verwendung des Verfahrenserzeugnisses.The present invention relates to a method by the preamble of Claim 1 defined genus and an apparatus for performing this Process, as well as the use of the process product.

Wenn Hohlräume bzw. Nuten bzw. Kavernen eines bestimmten Körpers mit einem Metall gefüllt werden sollen, wie dies z. B. bei der Herstellung eines Rotors für einen Kurzschlußläufermotor der Fall ist, müssen die in die Hohlräume bzw. Nuten des Körpers einzufügenden Metallelemente nach dem Ausbilden des Körpers in diesen Körper eingefügt werden. Gegenwärtig sind hierzu verschiedene Verfahren bekannt. If cavities or grooves or caverns of a certain body with a Metal should be filled, such as this. B. in the manufacture of a rotor for one Short-circuit rotor motor is the case, the in the cavities or grooves of the Metal elements to be inserted into the body after the body has been formed therein Body to be inserted. Various methods are currently known for this.

Eine Möglichkeit Nuten bzw. Hohlräume eines Körpers mit einem Metallelement zu füllen, welche im Falle eines Rotors eines Kurzschlußläufermotors in Längsrichtung bzw. Axialrichtung eines zylindrischen Körpers verlaufen, besteht darin, Metallstäbe, wie z. B. Kupferstäbe, in den Körper an einer Stirnseite einzuklopfen, was auch als Ausstaben bezeichnet wird. Dieses Ausstaben ist sehr aufwendig, da eine größere Anzahl an Kupferstäben eingeklopft werden müssen. Im Falle eines Rotors für einen Kurzschlußläufermotor müssen zusätzlich beide Enden eines jeden Kupferstabes Kurzschlußringen verbunden werden, welche jeweils einzeln mit jedem Kupferstabende verlötet werden müssen. Dieses Anlöten der Ringe ist aufgrund der hohen Anzahl der erforderlichen Lötstellen ebenfalls sehr aufwendig und weiterhin weist eine solche Anordnung auch den Nachteil auf, daß an den einzelnen Lötstellen Defekte auftreten können, die die Qualität des Rotors erheblich verschlechtern bzw. diesen Rotor insgesamt sogar unbrauchbar machen können, da einzelne Kupferstäbe im ungünstigsten Fall nicht mehr elektrisch mit den an den Stirnseiten des Körpfers befindlichen Ringen elektrisch verbunden sind. Somit ist ein solches Verfahren auch deshalb nachteilig, weil das Anbringen der Kurzschlußringe an den einzelnen eingestabten Kupferstäben aufwendig und qualitativ problematisch ist.One way to grooves or cavities of a body with a metal element fill, which in the case of a rotor of a squirrel cage motor in the longitudinal direction or axial direction of a cylindrical body, consists of metal rods, such as B. copper rods to knock in the body on one end, what as Ausstaben is called. This is very time-consuming because it is larger Number of copper rods must be tapped. In the case of a rotor for one Short-circuit rotor motors must also have both ends of each copper rod Short-circuit rings are connected, each individually with each Copper rod ends need to be soldered. This soldering of the rings is due to the high number of solder joints required also very expensive and continue Such an arrangement also has the disadvantage that at the individual solder joints Defects can occur that significantly deteriorate the quality of the rotor or can even make this rotor unusable overall, since individual copper rods in the worst case, no longer electrically with those on the front of the body rings are electrically connected. So such a process is also disadvantageous because the attachment of the short-circuit rings on the individual the copper rods that have been inserted are complex and qualitatively problematic.

Alternativ wurde versucht, die Hohlräume eines Körpers mit Metall auszufüllen, indem der Körper um eine vertikale Achse gedreht wird, wobei flüssiges Metall in die Mitte des Körpers eingeführt wurde, welches sich durch die Fliehkraft auf die Nuten in dem Körper verteilen sollte. Jedoch waren die Ergebnisse dieses Verfahrens nicht zufriedenstellend, so daß hiermit z. B. keine qualitativ hochwertigen Rotoren eines Kurzschlußläufermotors hergestellt werden konnten.Alternatively, attempts have been made to fill the cavities of a body with metal, by rotating the body around a vertical axis, with liquid metal in the middle of the body was introduced, which is due to the centrifugal force on the Should distribute grooves in the body. However, the results of this procedure were not satisfactory, so that z. B. no high quality rotors a squirrel-cage motor could be manufactured.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausfüllen von Hohlräumen bzw. Nuten eines Körpers mit einem flüssigen Metall vorzuschlagen, welche die oben beschriebenen Nachteile der bekannten Verfahren bzw. Vorrichtungen verringern bzw. vermeiden. Insbesondere soll ein Verfahren vorgeschlagen werden, mit welchem eine Füllung von Hohlräumen bzw. Nuten eines Körpers mit einem flüssigen Metall qualitativ hochwertig vorgenommen werden kann, sowie eine Vorrichtung, welche zur Durchführung des Verfahrens geeignet ist.The present invention is therefore based on the object of a method and a device for filling cavities or grooves of a body with to propose a liquid metal which has the disadvantages of reduce or avoid known methods or devices. In particular a method is to be proposed with which a filling of Cavities or grooves of a body with a liquid metal qualitatively high quality can be made, as well as a device which for Implementation of the method is suitable.

Zusätzlich wird die Verwendung des Verfahrenserzeugnisses als Rotor für einen Kurzschlußläufermotor vorgeschlagen, wobei sich das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur darauf beschränken, sondern eine Vielzahl anderer Verwendungsmöglichkeiten bieten. Das erfindungsgemäße Verfahren kann, wie auch die Vorrichtung überall dort angewandt werden, wo Nuten bzw. Hohlräume oder auch Kavernen eines bestimmten Körpers mit einem Metall auszufüllen sind, ohne daß es sich hierbei um einen Rotor eines Elektromotors handeln muß.In addition, the use of the process product as a rotor for one Short-circuit rotor motor proposed, the method according to the invention or not only limit the device according to the invention, but one Offer a variety of other uses. The invention Like the device, the method can be used wherever grooves or cavities or caverns of a certain body with a metal are to be filled in without this being a rotor of an electric motor must act.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch das Verfahren von Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 23 gelöst.The object of the invention is achieved by the method of claim 1 and solved a device with the features of claim 23.

Zweckmäßige und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den in den Unteransprüchen definierten Merkmalen.Appropriate and advantageous embodiments of the invention result from the characteristics defined in the subclaims.

Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielten Vorteile beruhen auf folgender Funktionsweise:
Die Hohlräume bzw. Nuten bzw. Kavernen des Körpers, welche mit einem Metall gefüllt werden sollen, werden evakuiert bzw. in einen Unterdruckzustand versetzt, so daß durch diesen verringerten Druck eine geringere Gasmenge in diesen Hohlräumen ist, welche von dem einzufüllenden Metall bei einem Füllvorgang erst verdrängt werden muß. Weiterhin entsteht durch dieses Evakuieren ein Unterdruckzustand, welcher bewirkt, daß flüssiges Metall in diese Hohlräume eingesogen wird bzw. durch eine äußere Kraft, wie z. B. Umgebungsluftdruck, in diese Hohlräume gedrückt wird. Somit können diese Hohlräume bzw. Nuten fast vollständig luft- bzw. gasfrei mit flüssigem Metall gefüllt werden, so daß durch diese erhebliche geringere Gasdichte in den Hohlräumen auch weniger oder sogar gar keine Turbulenzen entstehen, wie es bei einem Füllvorgang der Fall wäre, wenn die Hohlräume mit Luft gefüllt wären. Dieses turbulenzfreie Ausfüllen der Hohlräume des Körpers mit einem flüssigen Metall sorgt für eine gleichmäßige Verteilung des Metalls innerhalb der Hohlräume. Da wenig bzw. gar kein Gas in diesen Hohlräumen vorhanden ist, werden auch die Oxidationsprobleme eines herkömmlichen Gießverfahrens vermieden. Ein herkömmlicher Gießstrahl bildet nämlich unmittelbar bei dem Kontakt zu einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre eine Oxidschicht aus, welche die Eigenschaften des erhaltenen Produkts nachteilig beeinflußt. Somit kann erfindungsgemäß auf ein Desoxidationsmittel verzichtet werden.The advantages achieved with the method according to the invention are based on the following mode of operation:
The cavities or grooves or caverns of the body, which are to be filled with a metal, are evacuated or placed in a vacuum state, so that this reduced pressure results in a smaller amount of gas in these cavities, which is from the metal to be filled in during a filling process must first be ousted. Furthermore, this evacuation creates a vacuum state, which causes liquid metal to be sucked into these cavities or by an external force, such as. B. ambient air pressure is pressed into these cavities. Thus, these cavities or grooves can be filled almost completely free of air or gas with liquid metal, so that this considerably lower gas density in the cavities also results in less or no turbulence, as would be the case with a filling process if the Cavities would be filled with air. This turbulence-free filling of the cavities in the body with a liquid metal ensures an even distribution of the metal within the cavities. Since there is little or no gas in these cavities, the oxidation problems of a conventional casting process are also avoided. A conventional pouring jet forms an oxide layer immediately upon contact with an oxygen-containing atmosphere, which adversely affects the properties of the product obtained. Thus, according to the invention, a deoxidizing agent can be dispensed with.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es somit möglich, einen Integralguß auszubilden, d. h. daß eine Vielzahl von Hohlräumen bzw. Nuten oder auch Kavernen gleichzeitig und in einem Stück gefüllt bzw. ausgegossen werden können, so daß in dem als Endprodukt erhaltenen Körper das dann erstarrte flüssige Metall als ein Stück vorhanden ist, so daß z. B. im Fall eines Rotors für einen Kurzschlußläufermotor auch keine nachfolgenden Verarbeitungs- bzw. Verbindungsschritte, wie z. B. Zusammenlöten oder Zusammenschweißen, durchgeführt werden müssen.With the method according to the invention it is thus possible to use an integral casting train d. H. that a variety of cavities or grooves or Caverns can be filled or poured out in one piece at the same time, so that the then solidified liquid metal in the body obtained as the final product is present as one piece, so that, for. B. in the case of a rotor for one Short-circuit rotor motor also no subsequent processing or Connection steps, such as B. soldering or welding together, must be carried out.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß anders als z. B. beim Einklopfen bzw. Ausstaben eines Körpers auch Hohlräume bzw. Kavernen vollständig mit Metall gefüllt werden können, welche eine solche Geometrie aufweisen, daß ein herkömmliches Ausstaben nicht möglich ist. Dies kann z. B. bei einer Kaverne oder einem Hohlraum der Fall sein, welcher sich mit veränderndem Querschnitt und mit mehreren Krümmungen in den Körper bzw. entlang des Körpers erstreckt. In eine solche Kaverne könnte kein Stab von außen eingeführt werden, da dieser beim Einführen mehrfach gebogen werden müßte, was ein vollständiges Einführen im ungünstigsten Fall unmöglich macht. Another advantage of the method according to the invention is that other than e.g. B. when tapping or ejecting a body also cavities or caverns can be completely filled with metal, which has such a geometry have that a conventional rewriting is not possible. This can e.g. B. at a cavern or a cavity, which changes with changing Cross-section and with several curvatures in the body or along the body extends. No rod could be inserted from the outside into such a cavern because this would have to be bent several times during insertion, which is a complete one In the worst case, introduction is impossible.

Dieser Vorteil des Verfahrens hinsichtlich der Unabhängigkeit der Anordnung bzw. Geometrie der Hohlräume in dem Körper ermöglicht es, auch Hohlräume mit einem völlig neuartigen Querschnitt und einem neuartigen Verlauf sicher und zuverlässig auf eine qualitativ hochwertige Art mit Metall auszuführen, so daß z. B. bei einem Rotor eines Kurzschlußläufermotors auch gekrümmte bzw. geschlängelte Stäbe mit z. B. trapezförmigem Querschnitt ausgebildet werden können, wie dies nach den Verfahren gemäß dem Stand der Technik bisher unmöglich war.This advantage of the method with regard to the independence of the arrangement or Geometry of the cavities in the body also allows cavities with one completely new cross-section and a new course safe and reliable perform in a high quality way with metal, so that, for. B. at one Rotor of a squirrel cage motor also with curved or tortuous rods e.g. B. trapezoidal cross-section can be formed, as this according to the The prior art method was previously impossible.

Die äußere Kraft, welche z. B. der Atmosphärendruck sein kann, drückt somit das flüssige Metall in die einzelnen Hohlräume bzw. Nuten hinein, ohne daß eine aufwendige einzelne Bearbeitung der einzelnen Hohlräume vorgenommen werden muß. Da die Hohlräume bzw. Nuten in einem Unterdruckzustand bzw. evakuiert sind, steht dem einströmenden flüssigen Metall nur ein geringer bzw. gar kein Luftdruck entgegen, so daß es nur geringe bzw. keine Verwirbelungen gibt, was zu einer verbesserten Qualität des erhaltenen gefüllten Körpers führt, da die Füllungen der einzelnen Hohlräume gleichmäßig ausgebildet werden. Das einströmende flüssige Metall wird durch die geringen Gasmengen auch nur geringfügig bzw. nicht oxidiert, was weiter zu einer verbesserten Qualität des erhaltenen Produkts beiträgt.The external force, which, for. B. can be the atmospheric pressure, thus expresses that liquid metal into the individual cavities or grooves without one complex individual processing of the individual cavities can be made got to. Because the cavities or grooves in a vacuum state or evacuated are, the inflowing liquid metal faces little or no Air pressure counter, so that there is little or no turbulence, which leads to leads to an improved quality of the filled body obtained, since the fillings of the individual cavities are formed uniformly. The inflowing liquid Metal is only slightly or not oxidized by the small amounts of gas, which further contributes to an improved quality of the product obtained.

Vorteilhaft wird das flüssige Metall gas- und/oder turbulenzfrei in die evakuierten Hohlräume eingebracht, was z. B. durch starkes Evakuieren oder eine geeignete Form der Hohlräume bewirkt werden kann.The liquid metal is advantageously gas and / or turbulence-free in the evacuated Cavities introduced what z. B. by strong evacuation or a suitable form the voids can be created.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in den auszufüllenden Hohlräumen bzw. Nuten ein Hochvakuum, wobei der Druck unter 50 Torr, insbesondere unter 10 Torr (1 Torr = 133,3224 Pa) liegt, bevorzugt im Bereich 0,1 bis 1 Torr.In a preferred embodiment of the method according to the invention is in the filled cavities or grooves a high vacuum, the pressure below 50 Torr, in particular less than 10 Torr (1 Torr = 133.3224 Pa), preferably in Range 0.1 to 1 torr.

Bevorzugt wird das Verfahren so durchgeführt, daß zusätzlich zum Ausfüllen von Hohlräumen und/oder Nuten des Körpers an der einen Seite des Körpers ein oberer Ringraum ausgebildet ist, welcher auch mit flüssigem Metall gefüllt wird, wobei an der anderen Seite des Körpers ein unterer Ringraum ausgebildet ist, welcher ebenfalls gefüllt wird, wobei beide Ringräume mit den ausgefüllten Hohlräumen des Körpers in integraler Verbindung stehen, d. h., daß das gesamte Gebilde, bestehend aus unterem Ringraum, ausgefüllten Hohlräumen des Körpers, und oberem Ringraum, aus einem Guß gebildet wird, bzw. in einem Verfahrensschritt hergestellt wird. Natürlich kann auch nur ein einzelner Ringraum vorgesehen sein.The method is preferably carried out in such a way that in addition to filling in Cavities and / or grooves of the body on one side of the body an upper one Annular space is formed, which is also filled with liquid metal, with a lower annular space is formed on the other side of the body, which is also filled, both annular spaces with the filled cavities of the Body are in integral connection, d. that is, the entire structure consisting from the lower annulus, filled cavities of the body, and upper Annulus, is formed from a casting, or produced in one process step becomes. Of course, only a single annulus can be provided.

Bevorzugt wird der Körper in ein Gehäuse gegeben, wobei dann das Gehäuseinnere evakuiert wird. Es ist aber auch möglich das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen ohne den Körper zu ummanteln bzw. einzukapseln.The body is preferably placed in a housing, the interior of the housing then is evacuated. However, the method according to the invention is also possible perform without encasing or encapsulating the body.

Es ist vorteilhaft, daß die äußere Kraft, welche das flüssige Metall in den evakuierten Hohlraum bzw. die evakuierten Nuten drückt, ein Umgebungsatmosphärendruck ist, was z. B. dadurch erreicht werden kann, daß die Kapsel bzw. der Körper in eine Schmelze des flüssigen Metalls getaucht wird, so daß bei anliegendem Unterdruck in den Hohlräumen der Atmosphärendruck auf die Schmelze bewirkt, daß das flüssige Metall in die Hohlräume bzw. auch die oberen und unteren Ringräume des Körpers hineingedrückt bzw. eingebracht wird.It is advantageous that the external force that the liquid metal in the evacuated Cavity or the evacuated grooves presses, is an ambient atmospheric pressure, what z. B. can be achieved in that the capsule or the body in a Melt the liquid metal is immersed, so that when negative pressure is present in the cavities the atmospheric pressure on the melt causes that liquid metal in the cavities and also the upper and lower annular spaces of the Body is pushed or introduced.

Da in der Metallschmelze geringe Mengen von Gasen, hauptsächlich von Wasserstoff gelöst sein können, ist es vorteilhaft, die Schmelze vor deren Einbringen in den bereits unter Vakuum stehenden Hohlraum zu entgasen, um ein Entgasen der erstarrenden Schmelze und dadurch bedingte Gasporenbildung zu vermeiden. Die Vorentgasung der Schmelze geschieht am zweckmäßigsten in einem Vakuumofen.Because in the molten metal small amounts of gases, mainly hydrogen can be solved, it is advantageous to introduce the melt into the to degas already under vacuum to degas the to avoid solidifying melt and the resulting gas pore formation. The The degassing of the melt is best done in a vacuum furnace.

Bevorzugt wird das Einsaugen bzw. Hineindrücken des flüssigen Metalls bzw. der Schmelze in die evakuierten bzw. unter Unterdruck stehenden Hohlräume und/oder Nuten bzw. Kavernen durch eine den äußeren Atmospährendruck unterstützende äußere Kraft beschleunigt. Diese unterstützende äußere Kraft kann z. B. die Schwerkraft sein. Alternativ bzw. zusätzlich ist es auch möglich, daß die unterstützende äußere Kraft eine Zentrifugalkraft ist, d. h. der Körper mit den zu füllenden Hohlräumen bzw. Kavernen wird so gedreht bzw. geschleudert, daß die auf den Körper wirkenden Zentrifugalkräfte das Einsaugen bzw. Hineindrücken der flüssigen Schmelze in die Hohlräume des Körpers unterstützt.Sucking in or pushing in the liquid metal or is preferred Melt in the evacuated or underpressure cavities and / or Grooves or caverns through a supporting the external atmospheric pressure external force accelerates. This supporting external force can e.g. B. the Be gravity. Alternatively or in addition, it is also possible that the supporting external force is a centrifugal force, d. H. the body with the too filling cavities or caverns is rotated or spun so that the centrifugal forces acting on the body sucking in or pushing in the supports liquid melt into the cavities of the body.

Es ist auch vorteilhaft, wenn auf die Oberfläche der Schmelze des flüssigen Metalls zusätzlich eine Druckkraft wirkt, die somit auch eine äußere unterstützende Kraft darstellt, welche einzeln oder in Kombination mit anderen äußeren Unterstützungskräften zum Beschleunigen bzw. Unterstützen des Auffüllens der Hohlräume des Körpers flüssigem Metall bzw. mit Schmelze verwendet wird.It is also advantageous if on the surface of the melt of the liquid metal in addition, a compressive force acts, which is also an external supportive force represents which individually or in combination with other external Assistants to accelerate or support the refill of the Cavities of the body liquid metal or melt is used.

Bevorzugt wird der Körper, welcher die zu füllenden evakuierten Hohlräume aufweist, vor dem Füllen der Hohlräume an einer Stelle luftdicht bzw. vakuumdicht mit einem Verschluß aus einem Material verschlossen, welches bevorzugt das gleiche Metall ist, wie das Metall, welches die Hohlräume des Körpers füllen soll.The body which contains the evacuated cavities to be filled is preferred has airtight or vacuum-tight at one point before filling the cavities closed with a closure made of a material which preferably the same Metal is like the metal that is supposed to fill the cavities of the body.

Sollen z. B. die Hohlräume mit Kupfer gefüllt werden, so wird die Kapsel bzw. der Körper bevorzugt an einer Stelle vakuumdicht mit einem dünnen Kupferblech verschlossen, worauf dieser Körper mit der verschlossenen Stelle in eine Kupferschmelze eingetaucht wird. Da das Kupferblech zum Verschließen sofort in der Kupferschmelze gleichmäßig schmilzt, da es aus dem gleichen Metall wie die Schmelze ist, wird die verschlossene Stelle schlagartig in ihrem ganzen Querschnitt nach dem Schmelzen des dünnen Kupferblechs freigelegt, so daß die vor dem Schmelzen des Kupferblechs voll anstehende Schmelze durch die eben noch verschlossene Stelle in den Körper eintritt.Should z. B. the cavities are filled with copper, the capsule or Body preferably vacuum-tight at one point with a thin copper sheet closed, whereupon this body with the closed place in one Copper melt is immersed. Since the copper sheet immediately closes in the copper melt melts evenly since it is made of the same metal as that Is melt, the closed point is suddenly in its entire cross-section exposed after melting the thin copper sheet, so that the before Melt the copper sheet fully pending melt through the just yet locked place enters the body.

Da das Blech zum Verschließen der Stelle aus dem gleichen Metall gefertigt ist, wie das Metall in der Schmelze, entstehen keine Durchmischungen verschiedener Substanzen bzw. Legierungen, welche sich unter Umständen nachteilig auf die Qualität des erhaltenen Produkts auswirken können. Natürlich ist es auch möglich, daß gezielt ein anderes Metall als Blech zum Verschließen verwendet wird, so daß das Metall in der Schmelze zusammen mit dem abschließenden Metall eine Legierung ausbilden, welche als erstes in den Körper eintritt.Since the sheet metal is made of the same metal to close the place as the metal in the melt, there are no mixes of different Substances or alloys, which may adversely affect the Quality of the product obtained. Of course it is also possible that specifically a metal other than sheet metal is used for closing, so that the metal in the melt together with the final metal one Form the alloy that enters the body first.

Vorteilhaft wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Kapsel bzw. der Körper vor dem Gießen, d. h. vor dem Ausfüllen der Hohlräume mit dem flüssigen Metall z. B. durch Eintauchen in eine Schmelze, erwärmt, so daß das eintretende flüssige Metall nicht schon am unteren Teil der Kapsel bzw. des Körpers soweit abgekühlt wird, daß es erstarrt. Insbesondere wird bevorzugt, daß der Körper auf eine Temperatur von 600°C bis 800°C, vorzugsweise auf 700°C, erwärmt wird.The capsule or the body is advantageous in the method according to the invention before casting, d. H. before filling the cavities with the liquid metal e.g. B. heated by immersion in a melt, so that the incoming liquid Metal has not already cooled down so far on the lower part of the capsule or body is that it freezes. In particular, it is preferred that the body be on a Temperature of 600 ° C to 800 ° C, preferably to 700 ° C, is heated.

Im Falle des Eintauchens der Kapsel bzw. des Körpers in eine Schmelze wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt, daß die Eintauchtiefe in diese Schmelze nur so groß ist, wie zum vollständigen Füllen der zu füllenden Bereiche mit dem flüssigen Metall nötig ist, d. h. die Kapsel bzw. der Körper wird nur soweit eingetaucht, daß das flüssige Metall nicht erheblich bzw. gar nicht in einen oberen Bereich des Körpers vordringt, wo dies nicht gewünscht ist.If the capsule or body is immersed in a melt, the inventive method preferred that the immersion depth in this Melt is only as large as to completely fill the areas to be filled with the liquid metal is necessary, d. H. the capsule or the body only gets that far immersed that the liquid metal was not significantly or not at all in an upper Area of the body penetrates where this is not desired.

Es wird bevorzugt, daß die Kapsel bzw. der Körper im Falle des Eintauchens in eine Schmelze so schnell in diese Schmelze eingetaucht wird, daß der Verschluß an der Öffnung der Kapsel bzw. des Körpers, welcher z. B. eine Metallplatte ist, erst schmilzt, wenn die Kapsel bzw. der Körper bis zu seiner gewünschten Endposition in die Schmelze eingetaucht ist. Dies kann z. B. durch die Eintauchgeschwindigkeit, als auch die Dicke des verschließenden Metallplättchens beeinflußt werden. Dieses schnelle Eintauchen hat den Vorteil, daß das Eindringen der Schmelze unter definierten Bedingungen erfolgt, so daß eine bestimmte vorgegebene Qualität erreicht werden kann.It is preferred that the capsule or body, when immersed in a Melt is so quickly immersed in this melt that the closure on the Opening the capsule or the body, which, for. B. is a metal plate, first melts when the capsule or body reaches its desired end position is immersed in the melt. This can e.g. B. by the immersion speed, as well as the thickness of the sealing metal plate can be influenced. This rapid immersion has the advantage that the melt penetrates underneath defined conditions takes place so that a certain predetermined quality is achieved can be.

Nach dem Eintauchen der Kapsel bzw. des Körpers in die Schmelze und nach dem Eindringen des flüssigen Schmelzmetalls in die Hohlräume bzw. Nuten des Körpers wird es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt, daß die Kapsel bzw. der Körper an einer außerhalb der Schmelze liegenden Stelle gekühlt wird, so daß sich innerhalb der Kapsel bzw. des Körpers an der gekühlten Stelle erstarrtes Metall aus der flüssigen Schmelze ausbildet, welches als Pfropfen bzw. Rücklaufsperre für das in der Kapsel bzw. dem Körper befindliche flüssige Metall wirkt. Vorzugsweise hält die Kühlung solange an, bis eine ausreichende Verfestigung des Metalls eingetreten ist, vorzugsweise bis das gesamte flüssige Metall in dem Körper erstarrt bzw. abgekühlt ist. Vor dem Kühlen kann die Kapsel bzw. der Körper auch schon zum Teil aus der Schmelze herausgezogen werden.After immersing the capsule or body in the melt and after Penetration of the molten metal into the cavities or grooves in the body it is preferred in the method according to the invention that the capsule or Body is cooled at a location outside the melt, so that solidified metal inside the capsule or body at the cooled point the liquid melt forms, which acts as a plug or backstop for the Liquid metal in the capsule or body acts. Preferably holds cooling continues until sufficient solidification of the metal has occurred preferably until all of the liquid metal solidifies in the body or has cooled down. Before cooling, the capsule or body can also be used for Part are pulled out of the melt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist in dem Körper, insbesondere im Zentrum oder in einer radial in dem Körper verlaufenden mittleren Stelle ein Hohlraum des Körpers mit einem bestimmten Material, z. B. einem keramischen Kern, ausgefüllt, welches verhindert, daß flüssiges Metall in diesen Hohlraum des Körpers eintritt. Dieses bestimmte Material, wie z. B. der keramische Kern, kann nach dem Erstarren des eingefüllten flüssigen Metalls bzw. der Schmelze aus dem Körper entfernt werden, so daß der Körper auch nicht gefüllte Hohlräume aufweist, welche insbesondere im mittleren Bereich des Körpers liegen können. Es wird bevorzugt, daß für die Herstellung der Kapsel bzw. des Körpers ein Material verwendet wird, welches nicht mit dem flüssigen Metall, wie z. B. der eingesaugten Kupferschmelze, reagiert. Ein solches Material kann z. B. ein oxidiertes Stahlblech sein. Natürlich sind andere Materialien ebenso vorteilhaft, welche nicht mit dem flüssigen Metall reagieren.In a preferred embodiment of the method, in the body, in particular in the center or in a central one running radially in the body Make a cavity of the body with a certain material, e.g. B. one ceramic core, filled in, which prevents liquid metal in these Cavity of the body enters. This particular material, such as. B. the ceramic Core, can after the solidified liquid metal or the melt solidify be removed from the body, so that the body also vacant cavities has, which may be in particular in the central region of the body. It is preferred that for the manufacture of the capsule or body Material is used, which is not with the liquid metal, such as. B. the sucked copper melt, reacts. Such a material can e.g. B. an oxidized Be steel sheet. Of course, other materials are also advantageous, which are not react with the liquid metal.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird es bevorzugt, daß bestimmte Bereiche des Körpers nach der Abkühlung des eingefüllten flüssigen Metalls bzw. Metallgusses entfernt werden. Die Bezeichnung "Körper", wie vorangehend und nachfolgend verwendet, bedeutet nicht, daß dieser Körper aus einem Stück bestehen muß. Der Körper kann vielmehr aus einem inneren Körper bestehen, welcher zu füllende Hohlräume aufweist, wobei dieser innere Körper von einem Gehäuse bzw. einer Kapsel umgeben wird, welche z. B. daran angeordnete Rohre aufweisen kann, um das Innere der Kapsel einschließlich der Hohlräume des inneren Körpers in einen Unterdruckzustand durch Anlegen eines Unterdrucks mittels einer Pumpe an einem der Rohre zu versetzen.In the method according to the invention, it is preferred that certain areas of the body after cooling the filled liquid metal or Metal casting are removed. The term "body" as above and used below does not mean that this body consist of one piece got to. Rather, the body can consist of an inner body, which too has filling cavities, this inner body of a housing or a capsule is surrounded, which, for. B. may have tubes arranged thereon, around the inside of the capsule including the cavities of the inner body into one Vacuum condition by applying a vacuum to a pump to move the pipes.

Natürlich muß auch das verschließende Element des Körpers, wie z. B. das Kupferabschlußblech zum vakuumdichten Verschließen des Körpers, welches erst nach Eintauchen in die Kupferschmelze geschmolzen wird, nicht unmittelbar an dem inneren Körper angebracht werden, sondern kann auch an einer äußeren Öffnung eines der an der Kapsel angebrachten Rohre angeordnet sein. Die hierin verwendete Bezeichnung "Körper" kann somit sowohl den inneren Körper allein umfassen, als auch eine Anordnung bestehend aus dem umkapselten inneren Körper mit eventuell daran angebrachten Rohren. Die Erfindung kann in beiden Ausgestaltungen verwirklicht werden.Of course, the closing element of the body, such as. B. that Copper end plate for vacuum-tight sealing of the body, which is only is melted after immersion in the copper melt, not directly on the inner body, but can also be attached to an outer opening one of the tubes attached to the capsule. The one used here The term "body" can thus encompass both the inner body alone and also an arrangement consisting of the encapsulated inner body with possibly pipes attached to it. The invention can be used in both configurations be realized.

Bevorzugt wird das Entfernen eines Teils des Körpers, d. h. z. B. der Kapsel, durch Abdrehen vorgenommen. Alternativ sind andere materialbearbeitende Verfahren wie z. B. Feilen, denkbar, um bestimmte Teile des Körpers, wie z. B. die Umkapselung von dem inneren Körper zu entfernen.It is preferred to remove part of the body, e.g. H. e.g. B. the capsule Turning off made. Alternatively, other material processing methods are like e.g. B. files, conceivable to certain parts of the body, such as. B. encapsulation remove from the inner body.

Es wird bevorzugt, daß als das oben erwähnte Material bzw. Metall zum Füllen der Hohlräume des Körpers Kupfer verwendet wird. Natürlich kann das erfindungsgemäße Verfahren auch mit jedem anderen flüssigen Material bzw. Metall durchgeführt werden, wie z. B. einer Kupferlegierung oder Aluminium.It is preferred that as the above-mentioned material or metal for filling the Cavities of the body copper is used. Of course it can The inventive method also with any other liquid material or metal be carried out such. B. a copper alloy or aluminum.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ausfüllen von Hohlräumen und/oder Nuten eines Körpers mit einem flüssigen Metall weist folgende Merkmale auf: Ein geschlossenes Gehäuse bzw. eine Kapsel oder Umkapselung mit einer inneren Halterung für den Körper; eine verschließbare Öffnung an einem Ende des Gehäuses zum Evakuieren des Gehäuseinneren, z. B. durch Verbinden des Endes mit einer Pumpe; eine weitere Öffnung an einer anderen Stelle bzw. einem anderen Ende des Gehäuses zum Zuführen bzw. Einfüllen des flüssigen Metalls durch eine äußere Kraft in das unter Unterdruck stehende bzw. evakuierte Gehäuse. The device according to the invention for filling cavities and / or grooves of a body with a liquid metal has the following characteristics: a closed housing or a capsule or encapsulation with an inner Holder for the body; a closable opening at one end of the housing for evacuating the inside of the housing, e.g. B. by connecting the end to one Pump; another opening at another location or at another end of the Housing for feeding or filling the liquid metal through an outer Force into the vacuumed or evacuated housing.

Bevorzugt ist die verschließbare Öffnung zum Evakuieren des Gehäuseinneren über ein Rohr mit dem Gehäuse verbunden, d. h. das Rohr ist an einem Ende mit dem Gehäuse verbunden, wobei das andere dem Gehäuse abgewandte Ende verschließbar ist.The closable opening for evacuating the interior of the housing is preferred a pipe connected to the housing, d. H. the pipe is at one end with the Housing connected, the other end facing away from the housing closable is.

Ebenso wird bevorzugt, daß die Füllöffnung an dem Gehäuse über ein Rohr mit dem Gehäuse verbunden ist.It is also preferred that the filling opening on the housing via a tube with the Housing is connected.

Natürlich ist es auch möglich, beide Öffnungen unmittelbar, ohne durch Rohre verlängert zu werden, an dem Gehäuse vorzusehen.Of course, it is also possible to open both openings immediately without going through pipes to be extended to be provided on the housing.

Der innere Körper in dem Gehäuse, welcher die zu füllenden Kavernen bzw. Nuten aufweist, ist vorzugsweise ein aus mehreren Blechen, insbesondere Elektroblechen, schichtartig aufgebauter Kern. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn ein Rotor eines Kurzschlußläufermotors hergestellt werden soll, da eine solche Schichtung mehrerer Elektrobleche nachteilige Wirbelströme verringert bzw. verhindert.The inner body in the housing, which contains the caverns or grooves to be filled has, is preferably one of several sheets, in particular electrical sheets, layered core. This is particularly advantageous if a rotor is one Short-circuit rotor motor should be produced, since such a stratification of several Electrical sheets reduced or prevented adverse eddy currents.

Der äußere bzw. umkapselnde Teil des Körpers bzw. das Gehäuse wird bevorzugt aus einem Material gefertigt, das mit der eingesaugten bzw. eingefüllten Metallschmelze nicht reagiert. Ein solches Material kann z. B. ein oxidiertes Stahlblech sein.The outer or encapsulating part of the body or the housing is preferred made of a material that is sucked in or filled in Metal melt not responding. Such a material can e.g. B. an oxidized Be steel sheet.

Bevorzugt ist an der verschließbaren Öffnung zum Evakuieren des Gehäuseinneren ein Ventil vorgesehen, so daß das Gehäuseinnere nach dem Evakuieren mittels z. B. einer Pumpe luftdicht verschlossen und von der Pumpe getrennt werden kann, wobei der Unterdruckzustand in dem Gehäuse beibehalten wird. Natürlich kann das Verschließen auch durch Verschweißen nach dem Evakuieren des Gehäuseinneren oder andere geeignete Mittel bzw. Verfahren erfolgen.Is preferred at the closable opening for evacuating the interior of the housing a valve is provided so that the interior of the housing after evacuation by means of z. B. a pump can be sealed airtight and separated from the pump, whereby the vacuum state is maintained in the housing. Of course it can Also close by welding after evacuating the inside of the housing or other suitable means or procedures.

Ebenso wird bevorzugt, daß bei der verschließbaren Öffnung, also z. B. zwischen dem Ventil und dem Gehäuseinneren, ein Metallgitter, z. B. ein Drahtnetzpfropfen oder auch Stahlwolle, angebracht ist, welcher bezüglich eines Gases durchlässig ist, so daß das Gehäuseinnere durch dieses Drahtnetz hindurch evakuiert werden kann. Jedoch ist dieser Drahtnetzpfropfen für eine aufschießende Schmelze undurchlässig, da dieser Drahtnetzpfropfen das schnelle Aushärten der Schmelze verursacht, weil dieser Drahtnetzpfropfen ein schnelles Ableiten bzw. Verteilen der Wärme bewirkt. Das Metallgitter bzw. der Drahtnetzpfropfen sollte einen höheren Schmelzpunkt als das flüssige Metall aufweisen.It is also preferred that in the closable opening, ie z. B. between the valve and the interior of the housing, a metal grid, for. B. a wire mesh plug or also steel wool is attached, which is permeable to a gas, so that the interior of the housing can be evacuated through this wire mesh. However, this wire mesh plug is impermeable to an expanding melt, because this wire mesh plug causes the melt to harden quickly because this wire mesh plug causes the heat to be dissipated or distributed quickly. The metal grid or wire mesh plug should have a higher melting point than have the liquid metal.

Wie bei dem Kühlen an einer Stelle außerhalb der Schmelze durch äußere Kühl- oder Druckluft bzw. zugeführte Kaltluft wird durch das Drahtnetz ein Propfen aus ausgehärtetem Metall ausgebildet, welcher das flüssige Metall bzw. die weitere Schmelze daran hindert, bis zu dem Ventil durchzudringen, so daß das Ventil nicht mit der noch flüssigen und somit heißen Schmelze in Berührung kommt, was zu einer Zerstörung des Ventils führen kann, so daß das Ventil im folgenden wiederverwendet werden kann.As with cooling at a point outside the melt by external cooling or Compressed air or cold air supplied is blocked by the wire mesh hardened metal formed, which is the liquid metal or the other Prevents melt from penetrating up to the valve, so the valve does not what comes into contact with the still liquid and thus hot melt can lead to destruction of the valve, so that the valve in the following can be reused.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie eine Verwendung des mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten Produktes wird nachfolgenden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:The device according to the invention and a use of the The product produced by the process according to the invention is shown below Described with reference to the accompanying drawings. Show it:

Fig. 1 einen Körper, welcher von einer erfindungsgemäßen Kapsel bzw. einem Gehäuse umgeben ist, das gerade in eine Schmelze eingetaucht wurde; und Fig. 1 is a body which is surrounded by a capsule of the invention or a housing that has just been immersed in a melt; and

Fig. 2 einen Rotor für einen Kurzschlußläufermotor, der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde. Die Kurzschlußstäbe wurden durch Abdrehen des Außendurchmessers des Blechpaketes sichtbar gemacht. Um den Querschnitt der Stäbe sichtbar werden zu lassen, wurde der Kurzschlußläufer in der Zeichnung teilweise geschnitten. Fig. 2 shows a rotor for a squirrel-cage rotor motor, which was produced with the inventive method. The short-circuit bars were made visible by turning off the outer diameter of the laminated core. In order to make the cross section of the bars visible, the short-circuit rotor was partially cut in the drawing.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung nach einer bevorzugten Ausführungsform weist eine Kapsel bzw. ein Gehäuse 2 auf, das aus einer zylinderförmigen Ummantelung 2a und oberen und unteren Abschlußplatten 2b und 2c besteht. Die oberen und unteren Abschlußplatten 2b, 2c sind mit der zylinderförmigen Ummantelung 2a an den Kanten verschweißt. Die obere Abschlußplatte 2b weist eine Öffnung auf, an der ein oberes Saugrohr 8 angebracht ist. Ebenso weist die untere Abschlußplatte 2c eine Öffnung auf, an welcher ein unteres Rohr 14 angebracht ist. Die Darstellung gemäß Fig. 1 ist jedoch nur schematisch, so daß es auch denkbar ist die obere Öffnung in der oberen Abschlußplatte 2b größer auszubildenden als die Öffnung in der unteren Abschlußplatte 2c.The device according to the invention according to a preferred embodiment has a capsule or a housing 2 , which consists of a cylindrical casing 2 a and upper and lower end plates 2 b and 2 c. The upper and lower end plates 2 b, 2 c are welded to the edges with the cylindrical casing 2 a. The upper end plate 2 b has an opening to which an upper suction pipe 8 is attached. Likewise, the lower end plate 2 c has an opening to which a lower tube 14 is attached. However, the illustration of FIG. 1 is only schematic, so that it is also conceivable for the upper opening in the upper end plate 2 b to be formed larger than the opening in the lower end plate 2 c.

Am oberen Ende des oberen Saugrohres 8 ist ein Drahtnetz 10 angebracht, welches flüssiges Metall bzw. eine Schmelze daran hindern soll, bis zum Ventil 12 vorzudringen, welches das Innere der Kapsel 2 luftdicht bezüglich des Äußeren der Kapsel 2 verschließt. Über eine an dem Ventil 12 bzw. dem oberen Rohr 8 angeschlossene Pumpe kann Luft in der durch einen Pfeil A gekennzeichneten Richtung aus dem Gehäuseinneren abgepumpt werden, so daß das Innere des Gehäuses 2 evakuiert bzw. in einem Unterdruckzustand ist. Natürlich kann die Kapsel 2 zum Evakuieren z. B. auch in eine Vakuumkapsel (nicht gezeigt) gesetzt werden.At the upper end of the upper suction pipe 8 , a wire mesh 10 is attached, which is intended to prevent liquid metal or a melt from penetrating as far as the valve 12 , which closes the inside of the capsule 2 in an airtight manner with respect to the outside of the capsule 2 . Via a pump connected to the valve 12 or the upper tube 8 , air can be pumped out of the interior of the housing in the direction indicated by an arrow A, so that the interior of the housing 2 is evacuated or in a vacuum state. Of course, the capsule 2 for evacuating z. B. can also be placed in a vacuum capsule (not shown).

Im Inneren des Gehäuses 2 wird durch Noppen bzw. umlaufende Ringe 20 der Körper 4 gehalten, welcher z. B. ein aus Blechen schichtartig aufgebauter Kern sein kann. Der Körper 4 weist verschiedene Hohlräume bzw. Nuten 5 auf, die durch das flüssige Metall gefüllt werden sollen, so daß sich darin ein festes Metallelement ausbildet. Im Inneren des in etwa zylinderförmigen Körpers 4 ist eine Keramik 6 angeordnet, welche besonders hitzebeständig ist, also z. B. einen Schmelzpunkt von 1000°C oder höher aufweist. Diese Keramik 6 kann mittels der gezeigten Verschraubung und geeigneter Scheiben sicher im Inneren des Körpers 4 befestigt bzw. gelagert werden. Natürlich muß diese Keramik nicht verschraubt werden, sondern kann durch andere geeignete Mittel, wie z. B. eine Preßpassung, in dem Körper 4 gehalten werden.Inside the housing 2 , the body 4 is held by knobs or circumferential rings 20 , which z. B. can be a layered core made of sheet metal. The body 4 has various cavities or grooves 5 which are to be filled by the liquid metal, so that a solid metal element is formed therein. In the interior of the approximately cylindrical body 4 , a ceramic 6 is arranged, which is particularly heat-resistant, that is, for. B. has a melting point of 1000 ° C or higher. This ceramic 6 can be securely fastened or stored inside the body 4 by means of the screw connection shown and suitable washers. Of course, this ceramic does not have to be screwed, but can be done by other suitable means, such as. B. a press fit in the body 4 are held.

Das untere Rohr 14 ist an der unteren Öffnung mit einem Verschluß 16 abgedichtet, welcher z. B. aus Kupfer besteht. Wird nun das untere Rohr 14 mit dem Kupferverschluß 16 in eine Kupferschmelze 18, wie gezeigt, eingetaucht, so steht zunächst die heiße Schmelze 18 voll an dem Verschluß 16 an und bewirkt, daß dieser gleichmäßig aufgeschmolzen wird. Eine bestimmte Zeit nach dem Eintauchen wird dann der Verschluß 16 aufgeschmolzen, so daß die Schmelze 18 gleichmäßig und rasch in das evakuierte Innere des Gehäuses 2 eintreten kann, bedingt durch den Druckunterschied zwischen dem Gehäuseinneren und dem äußeren Umgebungs- bzw. Atmosphärendruck.The lower tube 14 is sealed at the lower opening with a closure 16 which, for. B. consists of copper. If now the lower tube 14 to the copper cap 16 into a copper melt 18, as shown, immersed, so initially the hot melt 18 is fully on the shutter 16 and causes it to be uniformly melted. A certain time after immersion, the closure 16 is then melted so that the melt 18 can enter the evacuated interior of the housing 2 evenly and rapidly, due to the pressure difference between the interior of the housing and the external ambient or atmospheric pressure.

Die in das Gehäuse hineinschießende Schmelze 18 füllt sämtliche Hohlräume des Gehäuseinneren 2 aus und wird erst von dem Drahtnetz 10 des oberen Rohres 18 gestoppt. Dabei werden neben den Hohlräumen 5 des Körpers 4 auch der obere Ringraum 3a und der untere Ringraum 3b des Gehäuseinneren mit flüssigem Metall 22 aus der Schmelze 18 ausgefüllt, so daß ein einstückiger Körper aus Metall an bzw. in dem Gehäuse 4 ausgebildet wird, welcher aus dem Metall 22a in dem oberen Ringraum 3a, verbunden mit dem Metall 22b in dem Hohlraum bzw. der Nut 5, verbunden mit dem Metall 22c in dem unteren Ringraum 3b besteht.The melt 18 shooting into the housing fills all cavities of the housing interior 2 and is only stopped by the wire mesh 10 of the upper tube 18 . In addition to the cavities 5 of the body 4 , the upper annular space 3 a and the lower annular space 3 b of the housing interior are also filled with liquid metal 22 from the melt 18 , so that a one-piece metal body is formed on or in the housing 4 , which consists of the metal 22 a in the upper annular space 3 a, connected to the metal 22 b in the cavity or the groove 5 , connected to the metal 22 c in the lower annular space 3 b.

Durch eine nicht gezeigte Vorrichtung wird das Äußere des unteren Rohrs mit kalter Luft angeströmt, so daß sich im Inneren des unteren Rohres 14 ein grau dargestellter Bereich aus festem Metall 24 bildet, welcher bei ausreichender Abkühlung als Pfropfen bzw. Rücklaufsperre wirkt, so daß das im Gehäuseinneren befindliche flüssige Metall 22 nicht mehr aus diesem Gehäuse so austreten kann, selbst wenn das Gehäuse 2 aus der Schmelze 18 entfernt wird.A device, not shown, flows against the outside of the lower tube with cold air, so that a gray area of solid metal 24 forms in the interior of the lower tube 14 , which acts as a plug or backstop with sufficient cooling, so that the Liquid metal 22 located inside the housing can no longer escape from this housing, even if the housing 2 is removed from the melt 18 .

Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben:
Zunächst wird das Gehäuseinnere evakuiert bzw. in einen Unterdruckzustand versetzt, wobei Luft über eine Pumpe durch das Ventil 12 abgepumpt wird.The method according to the invention is described below:
First of all, the interior of the housing is evacuated or placed in a vacuum state, air being pumped out through the valve 12 via a pump.

Anschließend wird das Ventil 12 verschlossen, so daß das Innere des Gehäuses 2 bezüglich des Gehäuseäußeren luftdicht verschlossen ist. An der unteren Öffnung des unteren Rohres 14 ist der Verschluß 16 vorgesehen, welcher vakuum- bzw. luftdicht ist. Nach dem Evakuieren des Gehäuses 2 wird das gesamte Gehäuse 2 auf eine Temperatur von ca. 700°C erwärmt, wobei darauf geachtet werden sollte, daß der Teil des oberen Rohres 8 mit dem Drahtnetz 10 und dem Ventil 12 nicht zu stark erhitzt wird.The valve 12 is then closed, so that the interior of the housing 2 is sealed airtight with respect to the exterior of the housing. At the lower opening of the lower tube 14 , the closure 16 is provided, which is vacuum or airtight. After evacuating the housing 2 , the entire housing 2 is heated to a temperature of about 700 ° C, care should be taken that the part of the upper tube 8 with the wire mesh 10 and the valve 12 is not heated too much.

Anschließend wird das evakuierte und erhitzte Gehäuse 2 mit dem darin angeordneten Körper 4 in die flüssige Schmelze 18 so eingetaucht, daß bei einer bestimmten Eintauchtiefe der Verschluß 16 schmilzt, so daß das flüssige Metall der Schmelze 18 in das Innere des Gehäuses 2 eintritt und alle Hohlräume ausfüllt, bis es im oberen Bereich des oberen Rohres 8 durch das Drahtnetz 10 abgekühlt wird und erstarrt.Subsequently, the evacuated and heated housing 2 with the body 4 arranged therein is immersed in the liquid melt 18 so that the closure 16 melts at a certain immersion depth, so that the liquid metal of the melt 18 enters the interior of the housing 2 and all cavities fills until it is cooled in the upper region of the upper tube 8 by the wire mesh 10 and solidifies.

Durch einfaches Betrachten des oberen Rohres 8 kann relativ leicht festgestellt werden, ob diese obere Rohr 8 glüht, was bedeutet, daß das flüssige Metall 22 aus der Schmelze 18 vollständig das Gehäuseinnere durchdrungen hat, so daß dann mit dem Beblasen des unteren Rohres 14 mit kalter Luft begonnen werden kann, wie durch die Pfeile an beiden Seiten des Rohres 14 gezeigt, so daß sich in dem Rohr 14 ein Bereich ausbildet, in welchem das flüssige Metall erstarrt bzw. aushärtet und einen Pfropfen aus festem Metall 24 bildet. Zu diesem Zeitpunkt kann das Gehäuse 2 wieder aus der Schmelze 18 genommen werden, da das im Gehäuseinneren befindliche flüssige Metall 22 in keiner Richtung mehr aus dem Gehäuse 2 austreten kann, da es durch Pfropfen aus festem Metall in dem oberen Rohr 8 und dem unteren Rohr 14 gehalten wird. Anstatt der Luftkühlung können an der gleichen Stelle auch Kühlbacken an das Rohr 14 angelegt werden.By simply looking at the upper tube 8 it can be determined relatively easily whether this upper tube 8 is glowing, which means that the liquid metal 22 from the melt 18 has completely penetrated the interior of the housing, so that the lower tube 14 is then blown with cold Air can be started, as shown by the arrows on both sides of the tube 14 , so that an area is formed in the tube 14 in which the liquid metal solidifies or hardens and forms a plug of solid metal 24 . At this time, the housing 2 can be taken out of the melt 18 again, since the liquid metal 22 inside the housing can no longer escape from the housing 2 in any direction, since it is grafted from solid metal into the upper tube 8 and the lower tube 14 is held. Instead of air cooling, cooling jaws can also be placed on the pipe 14 at the same location.

Nach dem vollständigen Aushärten des in dem Gehäuseinneren befindlichen flüssigen Metalls 22 wird das Gehäuse bzw. die Kapsel 2 durch geeignete Bearbeitungsschritte entfernt, wobei z. B. das obere und untere Rohr abgesägt werden können und z. B. die zylinderförmige Ummantelung 2a abgedreht werden kann. Ebenso wird die im Zentrum des Körpers 4 befindliche Keramik 6 aus dem Körper 4 entfernt, so daß dieser Körper einen zylinderförmigen Hohlraum entlang seiner axialen Richtung aufweist.After the liquid metal 22 in the interior of the housing has completely hardened, the housing or the capsule 2 is removed by suitable processing steps. B. the upper and lower tube can be sawn off and z. B. the cylindrical casing 2 a can be turned off. Likewise, the ceramic 6 located in the center of the body 4 is removed from the body 4 , so that this body has a cylindrical cavity along its axial direction.

Fig. 2 zeigt einen Rotor eines Kurzschlußläufermotors, welcher mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde. Dieser Rotor weist in axialer Richtung liegende Stäbe 50 auf, die in den Hohlräumen 5 des Körpers 4 ausgebildet worden sind. Weiterhin sind die jeweiligen Endbereiche der Stäbe 50 durch zwei gegenüberliegende Kurzschlußringe 60 verbunden, welche in dem oberen Ringraum 3a bzw. in dem unteren Ringraum 3b, wie in Fig. 1 gezeigt, ausgebildet worden sind. Fig. 2 shows a rotor of a squirrel-cage motor, which was prepared with the inventive device according to the method of the invention. This rotor has rods 50 lying in the axial direction, which have been formed in the cavities 5 of the body 4 . Furthermore, the respective end regions of the rods 50 are connected by two opposite short-circuit rings 60 , which have been formed in the upper annular space 3 a and in the lower annular space 3 b, as shown in FIG. 1.

Claims

1. Verfahren zum Ausfüllen von Hohlräumen und/oder Nuten (5) eines Körpers (4) mit einem flüssigen Metall (22), dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Metall (22) durch Anlegen einer äußeren Kraft in die evakuierten Hohlräume und/oder Nuten (5) gedrückt bzw. eingebracht wird.1. A method for filling cavities and / or grooves ( 5 ) of a body ( 4 ) with a liquid metal ( 22 ), characterized in that the liquid metal ( 22 ) by applying an external force in the evacuated cavities and / or grooves ( 5 ) is pressed or introduced.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Metall (22) gas- und/ oder turbulenzfrei in die evakuierten Hohlräume (5) eingebracht bzw. gedrückt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the liquid metal ( 22 ) is introduced and pressed gas and / or turbulence-free into the evacuated cavities ( 5 ).

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume (5) auf einen Unterdruck von weniger als 50 Torr, insbesondere von weniger als 10 Torr evakuiert werden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the cavities ( 5 ) are evacuated to a vacuum of less than 50 torr, in particular less than 10 torr.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Metall (22) durch Anlegen der äußeren Kraft auch in einen oberen Ringraum (3a) und/oder einen unteren Ringraum (3b) bei bzw. an dem Körper (4) gedrückt wird.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the liquid metal ( 22 ) by applying the external force in an upper annular space ( 3 a) and / or a lower annular space ( 3 b) at or on the body ( 4 ) is pressed.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Kraft der Umgebungs- bzw. Atmosphärendruck ist.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that the external force of the ambient or Atmospheric pressure.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (4) in ein Gehäuse (2, 8, 14) gegeben wird.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the body ( 4 ) is placed in a housing ( 2 , 8 , 14 ).

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2, 8, 14, 16) in eine Schmelze (18) eingetaucht wird. 7. The method according to claim 6, characterized in that the housing ( 2 , 8 , 14 , 16 ) is immersed in a melt ( 18 ).

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Drücken bzw. Einbringen des flüssigen Metalls (22) in die evakuierten Hohlräume (5) durch eine unterstützende Kraft beschleunigt wird.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the pressing or introduction of the liquid metal ( 22 ) in the evacuated cavities ( 5 ) is accelerated by a supporting force.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die unterstützende Kraft die Schwerkraft ist.9. The method according to claim 8, characterized in that the supporting Force is gravity.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die unterstützende Kraft eine Zentrifugalkraft ist.10. The method according to claim 8 or 9, characterized in that the supporting force is a centrifugal force.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die unterstützende Kraft eine zusätzlich auf eine Oberfläche der Metall- Schmelze (18) wirkende Druckkraft ist.11. The method according to any one of claims 8 to 10, characterized in that the supporting force is an additional pressure force acting on a surface of the metal melt ( 18 ).

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2, 8, 14) vor dem Eintauchen in die Schmelze (18) vakuum- bzw. luftdicht mit einem Verschluß (16), insbesondere aus dem gleichen Metall wie das Schmelzmetall, verschlossen wird.12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 2 , 8 , 14 ) before immersion in the melt ( 18 ) vacuum or airtight with a closure ( 16 ), in particular made of the same metal as that Melting metal, is closed.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (4) vor dem Ausfüllen der Hohlräume (5) auf eine Temperatur von 600°C bis 800°C, vorzugsweise 700°C, erwärmt wird.13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the body ( 4 ) is heated to a temperature of 600 ° C to 800 ° C, preferably 700 ° C, before filling the cavities ( 5 ).

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2, 8, 14) soweit in die Schmelze (18) eingetaucht wird, daß der Körper (4) soweit als erforderlich mit flüssigem Metall (22) gefüllt wird. 14. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 2 , 8 , 14 ) is so far immersed in the melt ( 18 ) that the body ( 4 ) is filled as far as necessary with liquid metal ( 22 ).

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2, 8, 14) so schnell in die Schmelze (18) eingetaucht wird, daß der Verschluß (16) erst schmilzt, wenn das Gehäuse (2, 8, 14) bis zu einer bestimmten Endposition in die Schmelze (18) eingetaucht ist.15. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 2 , 8 , 14 ) is so quickly immersed in the melt ( 18 ) that the closure ( 16 ) only melts when the housing ( 2 , 8 , 14 ) is immersed in the melt ( 18 ) up to a certain end position.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schmelze gelöste Gase aus der Schmelze entfernt werden, bevor das Gehäuse in die Schmelze eingetaucht wird.16. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that gases dissolved in the melt are removed from the melt before the housing is immersed in the melt.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung von gelösten Gasen aus der Schmelze in einem Vakuumofen erfolgt.17. The method according to claim 16, characterized in that the removal of dissolved gases from the melt in a vacuum oven.

18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2, 8, 14) an einer bestimmten Stelle außerhalb der Schmelze (18) gekühlt wird, bis die in dem Gehäuse (2, 8, 14) befindliche Schmelze an zumindest einer Stelle ausgehärtet bzw. erstarrt ist.18. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 2 , 8 , 14 ) is cooled at a certain point outside the melt ( 18 ) until the melt located in the housing ( 2 , 8 , 14 ) at least one place is hardened or solidified.

19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Hohlraum in dem Körper (4) vor dem Füllen des Körpers (4) mit flüssigem Metall mit einem Kern (6) aus hochschmelzenden Material, wie z. B. Keramik, ausgefüllt wird.19. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one cavity in the body ( 4 ) before filling the body ( 4 ) with liquid metal with a core ( 6 ) made of refractory material, such as. B. ceramics.

20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für das Gehäuse (2, 8, 14) ein Material verwendet wird, das nicht mit dem flüssigen Metall (22) reagiert.20. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a material is used for the housing ( 2 , 8 , 14 ) which does not react with the liquid metal ( 22 ).

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für das Gehäuse (2, 8, 14) oxidiertes Stahlblech verwendet wird. 21. The method according to claim 20, characterized in that oxidized steel sheet is used as the material for the housing ( 2 , 8 , 14 ).

22. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2, 8, 14) nach Abkühlung des flüssigen Metalls entfernt wird.22. The method according to any one of the preceding claims; characterized in that the housing ( 2 , 8 , 14 ) is removed after the liquid metal has cooled.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2, 8, 14) durch Abdrehen entfernt wird.23. The method according to claim 22, characterized in that the housing ( 2 , 8 , 14 ) is removed by twisting.

24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als flüssiges Metall bzw. Schmelze (18) Kupfer oder eine Kupferlegierung verwendet wird.24. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that copper or a copper alloy is used as the liquid metal or melt ( 18 ).

25. Vorrichtung zum Ausfüllen von Hohlräumen und/oder Nuten und/oder Kavernen (5) eines Körpers (4) mit flüssigem Metall, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) ein geschlossenes Gehäuse (2, 8, 14) mit einer inneren Halterung (20) für den Körper (4);
b) eine verschließbare Öffnung (8, 12) an einem Ende des Gehäuses (2, 8, 14) zum Evakuieren des Gehäuseinneren;
c) eine Füllöffnung (14) an einem anderen Ende des Gehäuses (2, 8, 14) zum Einfüllen des flüssigen Metalls durch eine äußere Kraft in das Gehäuse (2, 8, 14).

25. Device for filling cavities and / or grooves and / or caverns ( 5 ) of a body ( 4 ) with liquid metal, characterized by the following features:

a) a closed housing ( 2 , 8 , 14 ) with an inner holder ( 20 ) for the body ( 4 );
b) a closable opening ( 8 , 12 ) at one end of the housing ( 2 , 8 , 14 ) for evacuating the interior of the housing;
c) a filling opening ( 14 ) at another end of the housing ( 2 , 8 , 14 ) for filling the liquid metal by an external force into the housing ( 2 , 8 , 14 ).

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die verschließbare Öffnung (8, 12) über ein Saugrohr (8) an dem Gehäuse (2, 8, 14) angeordnet ist.26. The apparatus according to claim 25, characterized in that the closable opening ( 8 , 12 ) via a suction pipe ( 8 ) on the housing ( 2 , 8 , 14 ) is arranged.

27. Vorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllöffnung über ein Füllrohr (14) an dem Gehäuse (2, 8, 14) angeordnet ist.27. The apparatus according to claim 25 or 26, characterized in that the filling opening via a filling tube ( 14 ) on the housing ( 2 , 8 , 14 ) is arranged.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (4) aus einem aus Blechen, insbesondere aus Elektroblechen, schichtenartig aufgebautem Kern besteht.28. The device according to one of claims 25 to 27, characterized in that the body ( 4 ) consists of a layered core made of sheets, in particular of electrical sheets.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2, 8, 14) aus einem Material besteht, welches nicht mit der eingesaugten Metallschmelze reagiert, insbesondere aus oxidiertem Stahlblech.29. Device according to one of claims 25 to 28, characterized in that the housing ( 2 , 8 , 14 ) consists of a material which does not react with the metal melt sucked in, in particular from oxidized steel sheet.

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventil (12) an der verschließbaren Öffnung (8) vorgesehen ist.30. Device according to one of claims 25 to 29, characterized in that a valve ( 12 ) is provided on the closable opening ( 8 ).

31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß bei der verschließbaren Öffnung (8) ein Drahtnetz (10) vorgesehen ist, welches bezüglich Gas durchlässig und bezüglich des flüssigen Metalls (22) undurchlässig ist.31. Device according to one of claims 25 to 30, characterized in that a wire mesh ( 10 ) is provided in the closable opening ( 8 ), which is permeable to gas and impermeable to the liquid metal ( 22 ).

32. Verwendung des Produktes des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 24 als Rotor für einen Kurzschlußläufermotor.32. Use of the product of the method according to one of claims 1 to 24 as a rotor for a squirrel cage motor.