DE60212877T2 - DEVICE FOR PRODUCING METAL CASTING PARTS - Google Patents
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Abstract
Description
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Metallgussteilen, insbesondere mit hydraulischer Verbindung zwischen dem Warmhalteofen und der Gießform, und ein Verfahren zur Herstellung von Metallgussteilen, die durch die Vorrichtung erzeugt werden.The The present invention relates to an apparatus for manufacturing of metal castings, in particular with hydraulic connection between the holding furnace and the casting mold, and a method for Production of metal castings produced by the device become.
Stand der TechnikState of the art
Es ist bekannt, dass Gussteile aus Metall oder leichten Legierungen gegossen werden unter Verwendung eines Pfannengussverfahrens, wie beispielsweise des Schwerkraftzuführens des geschmolzenen Metalls beziehungsweise der Verbindung in geschlossene Gießformen, und das Erzeugen eines Drucks innerhalb der Gießform durch Hauben, die das geschmolzene Gussteil zuführen, unter Erhöhung der hydrostatischen Last auf dem Metall beziehungsweise der Legierung, um der Bildung von Hohlräumen oder Porösitäten innerhalb des Gussteils während des Schrumpfens in dem Aushärtungsschritt vorzubeugen.It It is known that castings made of metal or light alloys to be poured using a ladle casting method, such as for example, gravity feeding the molten metal or the compound in closed molds, and creating a pressure within the mold by means of the hoods to deliver molten castings, under increase the hydrostatic load on the metal or alloy, to the formation of cavities or porosities within of the casting during shrinkage in the curing step submissions.
Ein anderes Verfahren zur Herstellung von Gussteilen durch Gießen von Metallen oder Legierungen ist das sogenannte Niederdruckgießen, welches im wesentlichen darin besteht, eine Gießform über einem geschlossenen Ofen anzuordnen, dessen Höhlung gefüllt wird mittels eines Aufstiegsrohrs, das mit dem Ofen verbunden ist, innerhalb dessen ein Druck auf die freie Oberfläche des Metalls aufgebracht wird, so dass ein Teil des Metalls durch das Aufstiegsrohr aufsteigt und die Gießform füllt.One Another method of producing castings by casting Metals or alloys is the so-called low-pressure casting, which essentially consists of a mold over a closed oven to arrange its cavity filled is by means of a riser pipe, which is connected to the furnace, within which a pressure is applied to the free surface of the metal so that part of the metal rises through the ascension pipe and the mold crowded.
Jedoch sind in der Praxis die bekannten Gießtechnologien nicht immer geeignet zum Sicherstellen der Bildung von Gussteilen, die frei von Strukturdefekten sind, beispielsweise innere Spannungen oder Mikroporösitäten, insbesondere im Fall der Herstellung von Gussteilen, die komplexe Gestalt aufweisen, wie dies für Räder von Straßenfahrzeugen und dergleichen der Fall ist, die aus Leichtlegierungen hergestellt sind.however In practice, the known casting technologies are not always suitable to ensure the formation of castings free of structural defects are, for example, internal stresses or microporosities, in particular in the case of manufacturing castings which have complex shapes, like this for Wheels of Road vehicles and Such is the case made of lightweight alloys are.
Insbesondere für die Niederdruckgießtechnologie hängen die Probleme zumeist zusammen mit schlechtem Zuführen zu der Höhlung der Gießform, insbesondere in dem Fall, dass Gussteile eine komplexe Geometrie aufweisen, die Porösitäten erzeugt, die durch Röntgenstrahlen erfasst werden können, als Konsequenz der turbulenten Bewegungen des Metalls und einer Übererhitzung.Especially for the Niederdruckgießtechnologie hang the problems mostly along with bad feeding to the cavity of the Mold, in particular in the case that castings have a complex geometry, the Porosity generated, the by X-rays can be detected as Consequence of the turbulent movements of the metal and overheating.
Darüber hinaus wird der Ofen unter der Gießform nach dem Aushärteschritt druckentlastet und aufgrund dieses Vorgehens kehrt die Säule geschmolzenen Metalls innerhalb des Aufstiegsrohres, die ursprünglich auf dem Pegel der Schmelze gelegen war, zurück zu dem Pegel des Metalls, das innerhalb des Ofens befindlich ist.Furthermore the oven is under the mold after the curing step depressurized and due to this action, the column returns molten Metal within the riser pipe, originally at the level of the melt was located, back to the level of metal that is inside the furnace.
Während dieses Abstiegs bleibt ein Bruchteil des Metalls entlang der Innenwand des Aufstiegsrohres haften und bildet dort Filme von verfestigtem Metall und Oxiden.During this Descent remains a fraction of the metal along the inner wall of the ascent tube, forming there films of solidified Metal and oxides.
Dieses Problem nimmt schrittweise zu, da während der Produktion der Pegel des Metalls innerhalb des Ofens abnimmt, und der Pfad, dem das Aluminium während des Füllens zu folgen hat, zunimmt, und dementsprechend die ausgesetzte Oberfläche des Aufstiegsrohres zunimmt, was eine größere Anzahl von Filmen von ausgehärtetem Metall und Oxiden erzeugt.This Problem is gradually increasing because during production the level of the metal within the furnace decreases, and the path to which the aluminum while of filling has to follow, and accordingly the exposed surface of the Ascent tube increases, resulting in a larger number of films of cured Generates metal and oxides.
Filme und Oxide werden natürlich durch das Metall in die Gießform mitgerissen, und bilden eine nicht-uniforme Legierung und fallen gegenüber der Endqualität des erzeugten Gussteils ab.Movies and oxides become natural through the metal into the mold entrained, and form a non-uniform alloy and fall across from the final quality of the produced casting.
Um den Druck zu erzeugen, der das Aufsteigen des Metalls durch das Aufstiegsrohr ermöglicht, wird ein Gas in den Ofen eingeführt; dieses Gas ist im allgemeinen Luft, was Oxide aufgrund der Gegenwart von Sauerstoff erzeugt.Around to generate the pressure that the metal ascends through the Ascent tube allows a gas introduced into the furnace; This gas is generally air, which is oxides due to the presence generated by oxygen.
Ferner muss, wenn das Metall innerhalb des Ofens verbraucht worden ist, der Ofen geöffnet werden, um ihn zu füllen, was diesen voll dem Kontakt mit Luft aussetzt.Further if the metal has been consumed inside the furnace, the oven is open be to fill it, which exposes it fully to contact with air.
Darüber hinaus ist das Niederdruckgießverfahren ein im Wesentlichen diskontinuierliches Verfahren, da es Ausfallzeiten in dem Produktionschritt nach sich zieht aufgrund der Zeit, die erforderlich ist, um das Aufstiegsrohr zu füllen und aufgrund der Schritte zum Füllen des Ofens.Furthermore is the low pressure casting process a substantially discontinuous process, as there is downtime in the production step entails due to the time, the is required to fill the ascension pipe and due to the steps to fill of the oven.
Insbesondere sind die mit dem Ofen zusammenhängenden Probleme im Wesentlichen den Ausfallzeiten für dessen Füllung und den Schwankungen des Innendrucks während des Füllens geschuldet.Especially are the ones related to the oven Problems mainly the downtime for its filling and the fluctuations of the Internal pressure during of filling owed.
Darüber hinaus ist es derzeit schwierig die Menge von Metall, die in die Höhlung der Gießform eingeführt wird, zu steuern.Furthermore At the moment it is difficult to find the amount of metal in the cavity Mold is introduced, to control.
EP-A-0 711 616 zeigt eine Vorrichtung wie in dem Oberbegriff des Anspruchs 1 definiert.EP-A-0 No. 711 616 shows a device as in the preamble of the claim 1 defined.
US-4 408 651 zeigt einen Pumpmechanismus für eine Druckgussmaschine.US 4 408 651 shows a pump mechanism for a die casting machine.
US-4 595 044 zeigt eine Druckgussvorrichtung zum Pumpen von geschmolzenem Metall.US 4 595 044 shows a die casting apparatus for pumping molten Metal.
US-A-3 800 986 zeigt einen Pumpmechanismus wie in dem Oberbegriff des Anspruchs 1 definiert.US-A-3 800 986 shows a pumping mechanism as in the preamble of the claim 1 defined.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee ist das Lösen oder das im wesentlichen Reduzieren der Probleme bekannter Bauarten von Vorrichtungen zur Herstellung von Metallgussteilen.The The idea underlying the present invention is the release or substantially reducing the problems of known types of devices for the production of metal castings.
Innerhalb dieser Zielsetzung ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, die eine konstant beaufschlagte hydraulische Verbindung zwischen dem Warmhalteofen und der Gießform aufweist und in welcher das geschmolzene Metall nie in Kontakt mit Luft kommt.Within It is an object of the invention to provide a device to create a constantly pressurized hydraulic connection between the holding furnace and the mold and in which the molten metal never comes into contact with air.
Eine weitere Aufgabe ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die das Aufwärts- und Abwärtsströmen des Metalls entlang des Aufstiegsrohres eliminiert, wobei die Bildung von Oxiden und Filmen von ausgehärtetem Metall eliminiert werden.A Another object is to provide a device which the upward and downward flow of the Metal along the ascent tube eliminated, with the formation of oxides and films of cured Metal be eliminated.
Eine weitere Aufgabe ist das Schaffen einer Vorrichtung, die eine sichere Steuerung des Metallpegels, der unter der Gießform vorhanden ist, ermöglicht.A Another task is to create a device that is safe Control of the metal level, which is present under the mold, allows.
Eine weitere Aufgabe ist das Vorsehen einer Vorrichtung, mittels derer es möglich ist, einen kontinuierlichen Gießzyklus zu schaffen, wobei die Ausfallzeiten zum Beladen des mit dem Aufstiegsrohr verbundenen Ofens eliminiert werden.A Another object is the provision of a device by means of which it possible is a continuous casting cycle to provide, with the downtime for loading the connected with the ascension pipe Furnace to be eliminated.
Eine andere Aufgabe ist das Schaffen einer Vorrichtung mittels derer das geschmolzene Metall so wenig wie möglich Luft ausgesetzt ist, wodurch die Bildung von Oxiden vermieden wird.A Another object is to provide a device by means of which the molten metal is exposed to as little air as possible, whereby the formation of oxides is avoided.
Eine weitere Aufgabe ist das Schaffen einer Vorrichtung, die es erlaubt, Metallgussteile ohne Beschränkungen des Betriebsdrucks herzustellen, ausgenommen solche, die durch die technologischen Begrenzungen der Vorrichtung selbst vorgegeben sind.A another object is to provide a device that allows Metal castings without restrictions operating pressure, except for those produced by technological limitations of the device itself are given.
Eine andere Aufgabe ist das Schaffen einer Vorrichtung, die eine hohe Produktivität aufweist.A Another object is to create a device that has a high productivity having.
Eine andere Aufgabe ist das Schaffen einer Vorrichtung, die es erlaubt, die Höhlung der Gießform besser zu versorgen.A another task is to create a device that allows the cavity the mold better to supply.
Eine andere Aufgabe ist das Schaffen einer Vorrichtung, die es erlaubt, verbesserte mechanische Eigenschaften der ausgehärteten Gussteile zu erzielen.A another task is to create a device that allows to achieve improved mechanical properties of the cured castings.
Eine andere Aufgabe ist das Schaffen einer Vorrichtung, die nicht den Druck von Luft oder Gas nutzt, um das Metall zu bewegen und es der Gießform zuzuführen.A Another task is to create a device that does not have the Pressure from air or gas is used to move the metal and make it mold supply.
Dieses Ziel und diese und andere Aufgaben, die nachstehend besser verdeutlicht werden, werden erreicht durch eine Vorrichtung zum Herstellen von Metallgussteilen, wie sie in Anspruch 1 definiert ist.This Goal and these and other tasks, which will better illustrate below are achieved by a device for producing metal castings, as defined in claim 1.
Die Vorrichtung führt ein Verfahren zur Bildung von Metallgussteilen aus, das besteht in:
- – Steuerung des Pegels des geschmolzenen Metalls, wobei dieser dicht unter dem einen oder den mehreren Einlässen zum Einführen des Metalls in die Höhlung der Matrize gehalten wird;
- – Befüllen der Höhlung der Matrize mit einer ausgewählten Menge Metalls bei einem gesteuertem Druck, wobei der Pegel des Metalls zum Ansteigen gebracht wird;
- – Fortsetzen der Zuführung zu der Höhlung der Gießform, wobei das Metall unter Druck gehalten wird, bis zum Ende der Aushärtephase;
- – Absenken des Pegels des geschmolzenen Metalls zu einer ausgewählten Höhe dicht unterhalb der Einlässe;
- – Beenden der Bildung des Gussteils;
- – Entfernen des Gussteils aus der Gießform.
- - Controlling the level of the molten metal, which is held close to the one or more inlets for introducing the metal into the cavity of the die;
- Filling the cavity of the die with a selected amount of metal at a controlled pressure, whereby the level of the metal is made to rise;
- Continuing the supply to the cavity of the mold, the metal being kept under pressure until the end of the curing phase;
- - lowering the level of the molten metal to a selected height just below the inlets;
- - stop the formation of the casting;
- - Remove the casting from the mold.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden besser verdeutlicht werden durch die Beschreibung eines bevorzugten, aber nicht ausschließlichen Ausführungsbeispiels derselben, welches in den beigefügten Zeichnungen lediglich mittels eines nicht-beschränkenden Beispiels dargestellt ist, worin:Further Features and advantages of the invention will be better understood by describing a preferred, but not exclusive embodiment the same, which in the attached Drawings are shown by way of non-limiting example only, wherein:
Unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Herstellung von Metallgussteilen, insbesondere mit hydraulischer
Verbindung zwischen dem Warmhalteofen und der Gießform, allgemein
durch das Bezugzeichen
Die
Vorrichtung
Wie
in
Der
Einlass
Messeinrichtungen
Vorzugsweise
können
die Einlasse
Der
Kanal
Das
Aufstiegsrohr
Die
Vorrichtung
Die
Heizeinrichtungen
Die
Temperatursensoren
Die
Pumpmittel
Die
ersten und zweiten Ventile
Die
Kolbenpumpe
Die
ersten und zweiten Ventile
Wie
in
Insbesondere
das erste Ventil
Der
zweite Kolben
Bezüglich der
Betätigung,
wenn die Kolbenpumpe
Die
Induktionsmesseinrichtungen
An
diesem Punkt betätigt
die Steuereinheit
Der
Zyklus zur Herstellung des Gussteils, welches in diesem Fall ein
Straßenfahrzeugrad
ist, beginnt und besteht aus den Schritten Füllen, Zuführen, Abkühlen und Aushärten; dieser
Zyklus ist ermöglicht
durch das Einspritzen einer voreingestellten Menge von Material
in die Höhlung
Während des
Aushärteschrittes
setzt die Kolbenpumpe
Am
Ende des Aushärteschrittes
betätigt
die Steuereinheit
An
dem Ende der Herstellung des Gussteils wird die Gießform
Die
Kolbenpumpe
Sobald
die Kolbenpumpe
Vorzugsweise
können
eine Mehrzahl von Kanälen
Da
die Vorrichtung
Das
Reservoir
Die
in dem Reservoir enthaltene Menge Metall ist tatsächlich derart,
um den Verlust irgendwelcher höherer
Temperaturen, die von den Metall angenommen wurden, in dem Pfad
von der Kolbenpumpe
In
der Praxis ist der Zweck des Reservoirs
In der Praxis ist es herausgefunden worden, dass die gegenwärtige Erfindung die angestrebten Ziele und Aufgaben erreicht hat.In In practice, it has been found that the present invention achieved the desired goals and tasks.
So ist eine Vorrichtung gefunden worden, die es erlaubt, ein hydraulisches System, das immer beaufschlagt ist, zu nutzen, wobei ein Pegel des Metalls immer unter dem Pegel der Gießform vorhanden ist, mit einem hydraulischen Kreislauf, der das Aussetzen an Luft unter Vermeidung der Bildung von Oxiden vermeidet.So a device has been found that allows a hydraulic System that is always charged to use, with a level of Metal is always below the level of the mold, with a hydraulic circuit, avoiding exposure to air prevents the formation of oxides.
Das in die Höhlung eingespritzte Metall ist daher homogener und erlaubt das Erhalten eines ausgehärteten Gussteils, dessen mechanische Eigenschaften im Verhältnis zu bekannten Vorrichtungen verbessert sind, selbst unter Einsatz sehr hoher Arbeitsdrucke.The into the cavity Injected metal is therefore more homogeneous and allows preservation a cured one Casting, whose mechanical properties in relation to known devices are improved, even when using very high working pressures.
Darüber hinaus sind die Zeiten zum Bewegen des Materials herabgesetzt, wobei die Leerlaufzeiten des Ofens, der unterhalb der Gussform angeordnet ist, eliminiert sind und eine beträchtliche Erhöhung im Ausbringen gegeben ist, da die Produktion in einem kontinuierlichen Zyklus erfolgt.Furthermore the times are reduced for moving the material, the Idle times of the furnace, which are arranged below the mold is eliminated, and a considerable increase in Applying is given as the production in a continuous Cycle takes place.
Die vorliegende Erfindung kann auf vielfältige Weise verändert und variiert werden, die sich alle innerhalb des Schutzumfangs der anliegenden Ansprüche bewegen.The The present invention can be varied in many ways and be varied, all within the scope of the appended claims move.
Die wichtigen Einzelheiten können durch andere technisch äquivalente Elemente ersetzt werden.The important details by other technically equivalent Elements are replaced.
Die Materialien, solange diese mit der möglichen Verwendung kompatibel sind, wie auch die Dimensionen, können beliebig gemäß den Anforderungen sein.The Materials as long as they are compatible with possible uses are, as well as the dimensions, can be arbitrary according to the requirements be.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: BBS INTERNATIONAL GMBH, 77761 SCHILTACH, DE |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |