DE2752132C3 - Übergangsstück für eine Niederdruckgießform - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Übergangsstück zur Verbindung des Einlasses einer Niederdruckgießform mit ihrer von einer elektromagnetischen Pumpe ausgehenden Zufuhrleitung, wobei die durch eine Klemmeinrichtung am Einlaß der Gießform gehaltene Zuführleitung durch ein inneres feuerfestes Zufuhrrohr gebildet wird, das von einer Wärmeisolierung umgeben ist, die das Zufuhrrohr von einem äußeren gekrümmten metallischen Mantel trennt, der an seinen Enden Flansche aufweist.

Auf dem Gebiet des Niederdruckgusses gibt es bereits (DE-OS 23 04 257) eine Anlage mit einem Schmelztiegel oder einem Aufnahmebehälter für das zu gießende geschmolzene Metall, einer elektromagnetischen Pumpe, die am Schmelztiegel befestigt und in das geschmolzene Metall eingetaucht ist, einer Gießform, die höher als der Schmelztiegel gelegen und gegenüber diesem seitlich versetzt ist, und einem die Pumpe mit dem Unterteil der Gießform verbindenden Kanal, der am Auslaß der Pumpe einen geraden leicht ansteigenden Teil aufweist, der nach einer Krümmung durch einen senkrechten ansteigenden Teil verlängert ist, der am Unterteil der Gießform endet und dort durch eine lösbare Klemmeinrichtung haltbar ist.

Aus der DE-OS 25 45 178 ist eine Niederdruckgießeinrichtung bekannt, bei der eine Anschlußmuffe im Inneren eines Metallbauteils angeordnet ist und eine derartige Form besitzt, daß man sie im Fall eines unerwünschten Erstarrens der Schmelze nicht leicht lösen bzw. abnehmen kann. Außerdem besteht die Verteilerkammer aus einem unteren und einem oberen Metallabschnitt, die durch z. B. Graphitasbestdichtungen abgedichtet sind, und die Gießformeinsatzteile bestehen aus Metall geringer Wärmeträgheit, die eine besondere Wärmeisolation benötigen.

In »Gießerei-Praxis« (1961), 3, Seite 223 und in der DE-OS 23 61 934 sind Niederdruckgießeinrichtungen beschrieben, die mit einem vom Gußtiegel bis zur Kokille führenden Steigrohr bzw. mehreren vom Speicher direkt bis zum Formhohlraum führenden Einspritzrohren ausgerüstet sind. Auch hierbei ist im Fall eines unerwünschten Erstarrens der Schmelze im Zuleitungsbereich eine zeitaufwendige Störung mit längerer Unterbrechung des Betriebs zu erwarten.

Die Verwendung von Keramikfasern zur Gießpfannenauskleidung zwecks Erhaltung von Wärme oder Abdichtung von Fugen in mit geschmolzenen Metallen in Berührung kommenden Bauteilen ist aus der DE-OS 19 59 685 und »Neue Hütte« 18 (1973), 3, Seiten 179 bis 180 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Übergangsstück der eingangs genannten Art in dem Sinne zu verbessern, daß der Übergangsbereich vom feuerfesten Zufuhrrohr zum Einlaß der Gießform thermisch normalerweise so regulierbar ist, daß der Gußansatz auf das Niveau des Gießformeinlaßteils begrenzt bleibt, und daß im Störungsfall bei weiterrei-

chendem Erstarren des Metalls nur kurze Stillstandszeiten zur Behebung der Störung erforderlich sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein in der Gießform befindliches Einlaßelement unter Zwischenlage einer Dichtung auf einer kurzen Hülse aufliegt, die aus wärmeisolierendem feuerfestem Material besteht und der Korrosion der geschmolzenen Metalle widersteht,

daß die frei in die Zufuhrleitung eingesetzte Hülse unter Zwischenlage einer Dichtung auf dem hitzefesten Zufuhrrohr aufliegt, und

daß die Hülse durch die Wirkung einer Klemmeinrichtung der Zufuhrleitung in der Gießform an ihrem Platz gehalten wird.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran-Sprüchen gekennzeichnet

Der untere Flansch des gekrümmten, das Zufuhrrohr umgebenden metallischen Mamels ist an den ansteigenden Teil des Schutzmantels der von der elektromagnetischen Pumpe kommenden Rohrleitung angeschlossen. Der obere Flansch kommt bei der Verriegelung der Hülse mit dem Einlaß der Gießform in Eingriff. Die Verriegelung gewährleistet die Abdichtung zwischen dem den Einlaß der Gießform bildenden kegelstumpfförmigen Teil und der abnehmbaren Hülse unter Zusammendrückung einer zwischen diesen beiden Elementen angeordneten Dichtung.

Bei normalem Betrieb, wenn die Pumpe arbeitet, wird das Niveau des gegossenen Metalls in Höhe des gekrümmten keramischen Rohrs des Übergangsstücks gehalten. Aufgrund der Eigenschaften dieser Pumpen steigt das Metall zunächst ziemlich schnell und dann langsamer in die Gießform, wobei der Druck weiterhin bis zu einer Höhe ansteigt, die der Fördermenge Null entspricht. Da das Metall nicht mehr im Rohr zirkuliert, beginnt der kegelstumpfförmige Einlaß der Gießform, der in bekannter Weise durch einen Wasser- oder Luftumlauf gekühlt wird, das Metall erstarren zu lassen. 1st der an der Pumpe ausgeübte Druck wieder auf seinen Ausgangswert zurückgeführt, so fällt das noch im geschmolzenen Zustand befindliche und in der abnehmbaren Hülse enthaltene Metall zur Pumpe in der Weise zurück, daß das Niveau des geschmolzenen Metalls sich im gekrümmten Element in seiner Ausgangslage einstellt.

Das im Einlaß der Gießform zu erstarren beginnende Metall erstarrt völlig und bildet den Gußansatz. Danach wird die obere Hälfte der Gießform abgezogen und das gegossene Teil entnommen. Die abnehmbare Hülse erfüllt beim normalen Betrieb zwei quasi gleichzeitige und zieivlich gegensätzliche Funktionen. Einerseits ermöglicht sie die thermische Trennung des erhitzten gekrümmten Elements vom kegelstumpfförmigen Einlaßteil der Gießform, das gekühlt ist und in dem sich der Gußansatz bildet. Da diese Hülse andererseits isoliert, kühlt sie das in ihr enthaltene geschmolzene Metall nicht, so daß das Metall nicht erstarrt und der Gußansatz auf das Niveau des kegelstumpfförmigen Teils lokalisiert bleibt.

Jedoch ergibt sich ein :!·■->■ vges wenigstens scheinbar gegensätzliches Gleichgewicht aus einer Regelung.

Es kann jedoch eine Störung auftreten, die diese Regelung augenblicklich verändert und z. B. die Kühlung des zu gießenden Metalls nach sich zieht. In diesem Fall besteht die Gefahr, daß das Metall nicht nur b5 innerhalb des gekühlten kegelstumpfförmigen Einlaß-'.eils, sondern auch in Hohe der abnehmbaren Hülse erstarrt. Diese Störung tritt jedoch mit einer geringen Häufigkeit auf, da die Hülse ihrerseits geheizt ist. Trotzdem sind in diesem Fall dank der Erfindung die Folgen der Störung auf ein Minimum reduziert, d. h. auf einen kurzen Stillstand der Anlage. Es genügt in diesem Fall, den Verbindungsflansch des Übergangsstücks zu lösen und die Gießform abzunehmen. Die abnehmbare Hülse ist dann unmittelbar zugänglich. Sie wird zerschlagen, womit das gegossene Teil befreit wird. Die abnehmbare Hülse wird durch eine Austauschhülse ersetzt und der Guß kann ohne Problem erneut wieder aufgenommen werden.

Diese Störung, die beim bisherigen Stand der Technik eine Absperrung des Unterteils der Gießform und eine solche der Zufuhrleitung für gegossenes Metall nach sich zieht, bedingt durch die Erfindung nur einen Betriebsstillstand von einigen Minuten.

Das auf diese Weise gebildete Übergangsstück kann unabhängig von der Ausrichtung der Rohrleitung einer elektromagnetischen Pumpe und unabhängig vom Ort des Einlasses der Gießform zum Verbinden des Einlaßteüs der Gießform mit der Rohrleitung der elektromagnetischen Pumpe verwendet werden.

Eine derartige Vorrichtung ist bei jeder Gießanlage besonders vorteilhaft, bei der der Verbindungskanal ansteigt, d. h. bei jeder Anlage, bei der die Zufuhr am Unterteil der Gießform stattfindet. Diese Zufuhr kann entweder durch den unteren Boden der Gießform mittels eines zentralen Einlasses oder durch den unteren Boden mittels eines etwa seitlich zum Unterteil der Gießform angeordneten Mehrfacheinlasses erfolgen. Im letzteren Fall verlaufen der oder die Zufuhrkanäle senkrecht und sind dann zur Erleichterung des Ausformens gegenüber der Waagrechten geneigt.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt

Fig. 1 eine:i senkrechten Schnitt des Übergangsstücks bei einer von unten her erfolgenden Speisung einer Gießform;

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt des Übergangsstücks im Fall einer von unten her erfolgenden doppelten Speisung einer Gießform;

Fig. 3 einen senkrechten Schnitt einer gegenüber dem Unterteil der Gießform geneigten, seitlich erfolgenden Speisung.

Fig. 1 zeigt ein Übergangsstück 1 zwischen einer nicht gezeigten Rohrleitung, die sich in der Figur links unten befinden würde, und einer Niederdruckgießform 2.

Das Übergangsstück wird durch einen metallischen Mantel 3 (z. B. aus Stahl) begrenzt, der an seinem Unterteil in einem Anschlußflansch 4 an einer Rohrleitung und an seinem Oberteil in einem starren und dicken Flansch 5 endet.

Eine Zufuhrleitung 6 besteht aus zwei Teilen, nämlich einem gekrümmten unteren Zufuhrrohr 7 aus wärmeleitendem Keramikmaterial, gebildet aus einem Gemisch von Pulver und Körnern eines Metallkarbids, z. B. der Gruppe IV, und einer abnehmbaren Hülse 8 aus einem isolierenden feuerfesten Material, z. B. einem isolierenden Keramikmaterial, gebildet durch in einem feuerfesten Bindemittel verteile Keramikfasern. Diese beiden Teile sind durch eine Dichtung 9 miteinander verbunden. Diese Leitung besteht aus Materialien, die der heftigen Korrosionswirkung der geschmolzenen Metalle widerstehen. Es gibt bekanntlich leitende Keramikmaterialien und wärmeisolierende Keramikmaterialien, die der Korrosionswirkung von geschmolzenen Metallen, etwa Aluminium, widerstehen. In diesem Fall

bestehen die Dichtung 9 und auch die weiteren verwendeten Dichtungen z. B. aus einem Ammoniumoxidfilz.

Die Zufuhrleitung 6 wird durch einen isolierenden Keramikblock 10 unterstützt und ist im äußeren metallischen Mantel 3 angebracht.

Die Zufuhrleitung 6 ist außerdem von einem metallischen Mantel aus nichtrostendem Stahl umgeben, der durch zwei miteinander verbundene Zylinder 11 und 12 gebildet wird. Dieser metallische Mantel unterstützt eine regelbare Heizwicklung 13 aus einem Leiter, der ohne Isolationsverlust hohe Temperaturen aushalten kann. Der Zwischenraum zwischen den Mänteln 11 und 12 aus nichtrostendem Stahl und dem äußeren Mantel 3 ist mit einer Füllung 14 aus Aluminiumoxidfasern gefüllt, die eine sehr hohe Wärmeisolierung ermöglichen. Diese Füllung 14 wird an den beiden Enden durch Flansche 15 und 16 des Mantels 11,12 geschützt. Der obere Teil der abnehmbaren Hülse trägt eine Dichtung 17. Die Gießform 2 wird von einer nicht verformbaren und dicken metallischen Grundplatte 18 getragen. Diese Grundplatte trägt die untere Halbform 21, die sich an ihrem Unterteil durch das kegelstumpfförmige Einlaßtcil 22 verlängert, das durch einen Luftumlauf 23 gekühlt ist. Das in die Gießform gegossene Teil und sein Gußansatz 25 sind grau dargestellt. Die obere Halbform 26 kann durch eine Einrichtung 27 nach oben abgenommen werden, die nicht Teil der Erfindung ist. Der obere Teil 26 der Gießform ist im allgemeinen durch einen Wasserumlauf 28 gekühlt.

Die Anbringung des Übergangsstücks erfolgt in bekannter Weise durch einen von einem Stellzylinder 31 betätigten Exzenternocken 30, der den dicken Flansch 5 anhebt und die abnehmbare Hülse 8 mit einer gegebenen Kraft über die Dichtung 17 auf das kegelstumpfförmige Teil 22 drückt, wobei die Dichtung zusammengedrückt wird.

Beim normalen Betrieb kann der Luftumlauf 23 durch ein um das kegelstumpfförmige Teil 22 gewickeltes durchlöchertes Rohr in der Weise erfolgen, daß er durch Luftstrahlen eine kräftige Kühlung des kegelstumpfförmigen Teils 22 gewährleistet. Daraus ergibt sich, daß lediglich der obere Teil des im kegelstumpfförmigen Teil enthaltenen Metalls bei Stillstand der Strömung des geschmolzenen Metalls erstarrt. Der durch die elektromagnetische Pumpe bedingte Druckabfall zieht das nichterstarrte Metall nach unten, wodurch er dem Gußansatz 25 dessen charakteristische Form gibt und das Niveau des Metalls 19 in das gekrümmte Zufuhrrohr 7 zurückführt.

Für den Fall eines abnormalen Betriebs, bei dem der Gußansatz sich unbeabsichtigt in die Zufuhrleitung 6 für das gegossene Metal! verlängert, wird die Berührung zwischen der abnehmbaren Hülse 8 und dem kegelstumpfförmigen Einlaßteil 22 der Gießform durch eine entgegengesetzte Wirkung der Stellzylinder 31 gelöst. Ein Geber 33 für das Hubende unterbricht die Speisung der elektromagnetischen Pumpe. Das geschmolzene Metall fällt wieder in den Schmelztiegel zurück. Danach kann der Anschlußflansch 4 dadurch gelöst werden, daß das Übergangsstück so um sich selbst gedreht wird, daß die abnehmbare Hülse 8 freigegeben wird, die dadurch mit dem kegelstumpfförmigen Teil 22 verbunden ist, daß sie mit dem Gußteil verbundenes erstarrtes Metall enthält. Die Hülse 8 wird zerschlagen, wonach das Ciußteil entnommen werden kann. Es kann auch ein Absägen der Verlängerung des Gußansatzes in Höhe der Dichtung 17 stattfinden, bevor das Gußteil freigegeben werden kann. Es wird eine neue abnehmbare Hülse in ihren Sitz eingeführt, der durch den Mantel 12 aus nichtrostendem Stahl begrenzt wird. Die Hülse 8 wird wieder mit einer neuen Dichtung 17 bedeckt. Das Übergangsstück wird wieder an seinen Platz gesetzt. Die Anlage ist nun bereit zum Betrieb.

Beim Lösen des Verbindungsflanschs 4 vom Unterteil des Übergangsstücks unterbricht ein nicht gezeigter zweiter Geber für das Hubende, der von derselben

ίο Bauart wie der Geber 33 und in Reihe mit diesem geschaltet ist, den Zufuhrkreis.

Die Pumpe kann daher in die Zufuhrleitung nur geschmolzenes Metall liefern, wenn der Anschlußflansch geklemmt und das Übergangsstück gut am Einlaß der Gießform angebracht ist.

Die F i g. 2 entspricht einem Übergangsstück, das über das Unterteil der Gießform in der Weise eine dopptelte Speisung ermöglicht, daß die Vorrichtung in allen Punkten der Fig. 1 entspricht, wobei dieselbe Numerierung wie in F i g. 1 verwendet wird, jedoch unter Zusatz der Zahl 100 zu jedem Bezugszeichen. Auf diese Weise erhält der äußere metallische Mantel 3 das Bezugszeichen 103 usw.

Ein wärmeleitendes Keramikrohr 107 enthält ein Niveau 119 des geschmolzenen Metalls und nimmt im vorliegenden Fall eine langgestreckte Form an. Die Hülse ist dann durch ein massives zylindrisches Teil 140 mit langgestrecktem Querschnitt ersetzt, das durch zwei kreisförmige Kanäle 141 und 142 durchbrochen und aus

so die Wärme nicht leitendem feuerfestem Material hergestellt ist. Der obere Teil dieser beiden Kanäle erweitert sich zur Begrenzung zweier zylindrischer Räume 143 und 144, die zwei abnehmbare identische Hülsen 108 und 108' enthalten, die ebenfalls aus isolierendem feuerfestem Material hergestellt sind und über zwei Dichtungen 117 und 117'aus Aluminiumoxydfilz am massiven Teil 140 anliegen. Diese Übergangsstücke 108, 108' und 140 werden durch eine an sich bekannte regelbare Klemmeinrichtung 130 gegen die beiden Einlasse 122 und 122' der Gießform gedrückt.

Im vorliegenden Fall scheint es vorteilhaft, ein Lösen zwischen dem wärmeleitenden Keramikrohr 107 und der isolierenden Keramikdichtung 109 zu ermöglichen. Hierzu unterteilt sich ein äußerer Mantel 103 in zwei Teile 145 und 146, die durch Spanneinrichtungen 147 miteinander verbunden sind. In gleicher Weise enthält der aus nichtrostendem Metall hergestellte innere Mantel ein ansteigendes erstes Teil 111, das in allen Punkten dem Teil 11 von F i g. 1 entspricht, und ein vom Teil 111 trennbares senkrechtes Teil 112. Das Teil 111 ist mit einem Flansch 153 versehen.

Das Teil 112 endet an seinem Unterteil in einem am Flansch 153 aufliegenden Flansch 154 und trägt ar seinem Oberteil einen Flansch 155.

Das Entkuppeln erfolgt längs der Ebene der Dichtung 109, wonach die beiden abnehmbaren Hülsen 108 unc 108' leichter entnommen werden können.

F i g. 3 entspricht einem vereinfachten Schema eine« Übergangsstücks, das eine Gießform 202 gleichzeitig durch zwei geneigte Einlasse 251 und 252 speist, die zui Bildung eines einzigen Gußansatzes 225 zusammentreffen. Die Gießform ist wie vorher auf einem Tisch 21f angeordnet und enthält einen unteren Teil 221 und einer abnehmbaren oberen Teil 226. Die schrägen Einlasse 251 und 252 sind ziemlich dünn, damit die beiden Teil« des Gußteils 224 als zwei gesonderte Teile gebrauch· werden können, so daß man zur Bildung eines einziger Gußansatzes gelangt. Die gemeinsame Erstarrungsge

fahr reduziert sich auf eine Erstarrungsgefahr im isolierenden Teil des Übergangsstücks für die Zufuhr des geschmolzenen Metalls. Daraus ergibt sich, daß eine den oben beschriebenen Arten gleichartige Hülse 208 eine Maßnahme ist, um unter denselben Bedingungen sowohl den gleichzeitigen Guß von zwei voneinander unabhängigen Teilen als auch den Guß eines einzigen Teils durch zwei geneigte Kanäle zu schützen, die ein und dieselbe Gießform durch ihren Unterteil speisen. Das vorliegende Schema entspricht der Speisung von

zwei Teilen. Es wurde eine Vorrichtung verwirklicht, die gleichzeitig drei identische Teile speist, die bei ihrem Guß symmetrisch um die Hülse 208 angeordnet sind, wobei stets ein einziger Gußansatz 225 vorhanden war.

Aus der Anwendung eines abnehmbaren Übergangsstücks nach der Erfindung ergibt sich ein großer Vorteil, da die Erfindung sowohl die Speisung einer einzigen Gießform durch mehrere Einlasse als auch die Speisung mehrerer Gießformen oder einer einzigen Gießform durch einen senkrechten Einlaß ermöglicht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Übergangsstück zur Verbindung des Einlasses einer Niederdruckgießform mit ihrer von einer elektromagnetischen Pumpe ausgehenden Zufuhrleitung, wobei die durch eine Klemmeinrichtung am Einlaß der Gießform gehaltene Zufuhrleitung durch ein inneres feuerfestes Zufuhrrohr gebildet wird, das von einer Wärmeisolierung umgeben ist, die das Zufuhrrohr von einem äußeren gekrümmten metalli- ι ο sehen Mantel trennt, der an seinen Enden Flansche aufweist, dadurch gekennzeichnet,

daß ein in der Gießform befindliches Einlaßelement (22) unter Zwischenlage einer Dichtung (17) auf einer kurzen Hülse (8) aufliegt, die aus wärmeisolierendem feuerfestem Material besteht und der Korrosion der geschmolzenen Metalle widersteht, daß die frei in die Zufuhrleitung (6) eingesetzte Hülse (8) unter Zwischenlage einer Dichtung (9) auf dem hitzefesten Zufuhrrohr (7) aufliegt, und daß die Hülse (8) durch die Wirkung einer Klemmeinrichtung (31) der Zufuhrleitung (6) in der Gießform an ihrem Platz gehalten wird.

2. Übergangsstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zufuhrrohr (7) aus einem Keramikmaterial besteht, das der Korrosion der geschmolzenen Metalle, etwa Aluminium, und gleichzeitig den wiederholten Wärmestößen widersteht sowie eine große Wärmeleitfähigkeit aufweist.

3. Übergangsstück nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zufuhrrohr (7) durch einen Heizwiderstand (13) erhitzbar ist.

4. Übergangsstück nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zufuhrrohr (7) und die abnehmbare Hülse (8) durch den Heizwiderstand (13) erhitzbar sind, der von einem das Zufuhrrohr umgebenden metallischen Mantel (11, 12) getragen wird.

5. Übergangsstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (9) zwischen dem ίο Zufuhrrohr (7) und der abnehmbaren Hülse (8) aus Aluminiumoxidfilz besteht.

6. Übergangsstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (17) zwischen der abnehmbaren Hülse (8) und dem Einlaßelement (22) zur Gießform (2) aus Aluminiumoxidfilz besteht.

7. Übergangsstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zufuhrrohr (7) im äußeren Mantel (3) durch einen isolierenden Keramikblock (10) gehalten wird, der den gekrümmten Teil des Zufuhrrohres (7) unterstützt.

8. Übergangsstück nach Anspruch 1 für eine Gießform mit zwei Einlassen, gekennzeichnet durch zwei kurze abnehmbare Hülsen (108, 108'), die in zwei zylindrischen Ausnehmungen (117, 117') untergebracht sind, die in einem Teil (140) aus feuerfestem wärmeisolierendem Material gebohrt sind, wobei das Teil (140) in die Zufuhrleitung eingesetzt ist.

9. Übergangsstück nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der keramische gekrümmte Teil (107) von Teilen (110, 110') aus isolierendem Keramikmaterial unterstützt wird.

10. Übergangsstück nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der senkrechte Teil de^ ¹^ Übergangsstücks längs der Ebene der Dichtung

(109) in zwei Teile zerlegbar ist.

11. Übergangsstück nach Anspruch 4, dadurch

gekennzeichnet, daß der Heizwiderstand (13) regelbar ist.

12. Übergangsstück nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Heizung des Übergangsstücks das Erstarren eines einzigen Gußansatzes (225) für eine Doppelzuleitung (251, 252) einer Niederdruckgießform (202) gewährleistet.