DE1911573C - Vacuum casting device - Google Patents
Vacuum casting deviceInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vakuumgießeinrichtung mit einer Gießform mit einem evakuierbaren, mit zumindest einer Einfüllöffnung für die Schmelze versehenen, im übrigen abgeschlossenen Formhohlraum und weiterhin mit Bewegungsmitteln, um die Gießform und die Schmelze relativ zueinander zu bewegen, derart, daß die Eintüllöffnung mit der Schmelze in Verbindung kommt, so daß der Gußwerkstoff in den Formhohlraum aufgesaugt wird und wobei eine Vorrichtung vorgesehen ist, die einen im wesentlichen unbehinderten Aufstieg des Gußwerkstoffes aus der Schmelze in die Gießform ermöglicht und welche das Ausfließen des Gußwerkstoffes aus dem Formhohlraum nach dem Gießvorgang nach der Trennung von Gießform und Schmelze verhindert.The invention relates to a vacuum casting device with a casting mold with an evacuable, with at least one filling opening provided for the melt, otherwise closed mold cavity and further with moving means to move the mold and the melt relative to one another, such as that the filler opening comes into contact with the melt, so that the cast material in the Mold cavity is sucked and a device is provided which is substantially unobstructed Rise of the casting material from the melt in the casting mold enables and what that Outflow of the casting material from the mold cavity after the casting process after the separation from Mold and melt prevented.
Erfindungsgemäß besteht die Vorrichtung aus einem hydrostatisch wirkenden Kugelventil, wobei der Ventilsitz unterhalb der Kugel liegt, wenn das Gewicht größer ist als ihr Auftrieb im Gußwerkstoff, und der Ventilsitz oberhalb der Kugel liegt, wenn deren Gewicht kleiner ist als ihr Auftrieb im Gußwerkstoff. Die österreichische Patentschrift 247 530 weist kein eigentliches Kugelventil, d. h. ein Ventil mit einer frei beweglichen Kugel, auf, sondern ein Ventil, bestehend aus einer Ventilstange mit einer darauf befe-According to the invention, the device consists of a hydrostatically acting ball valve, wherein the valve seat is below the ball when the weight is greater than its buoyancy in the cast material, and the valve seat is above the ball when its weight is less than its buoyancy in the cast material. The Austrian patent specification 247 530 does not have an actual ball valve, i. H. a valve with a freely movable ball, but a valve consisting of a valve rod with a
.' stigten Kugel, und es dient dazu, den Zufluß von Gußwerkstoff aus der Schmelze in das darin angeordnete Druckgefäß zu steuern. Das Ventil wird von außerhalb der Gießeinrichtung gesteuert. Es arbeitet nicht hydrostatisch wie die Kugelventile gemäß der Erfindung. Dieses Ventil hat keineswegs die Aufgabe der Erfindung, nämlich das Auslaufen des Gußwerkstoffes aus dem Formhohlraum nach dem Gießvorgang zu verhindern. Dasselbe gilt für die Gießeinrichtung gemäß der deutschen Auslegeschrift 1 105 115, welche. ' constant ball, and it serves to control the inflow of cast material to control from the melt in the pressure vessel arranged therein. The valve is from outside controlled by the pouring device. It does not work hydrostatically like the ball valves according to the invention. This valve has by no means the object of the invention, namely the leakage of the cast material to prevent from the mold cavity after the casting process. The same applies to the casting device according to the German Auslegeschrift 1 105 115, which
ao wieder eine von auPerhalb der Gießeinrichtung betätigte Stopfenstange mit Stopfen zeigt. Auch die USA.-Patentschrift 2 248 868 zeigt eine mechanisch betätigte Verschlußvorrichtung.ao again actuated one from outside the casting device Stopper rod with stopper shows. U.S. Patent No. 2,248,868 also shows a mechanically operated one Locking device.
Eine weitere Ausführungsfonr. ist erfindungsge-Another execution form no. is inventive
»5 maß dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung die Gießeinrichtung um ihre Längsachse in Drehung versetzt. »5 measured characterized in that the device the Casting device set in rotation about its longitudinal axis.
Der Vorteil der beiden Ausführungsformen besteht darin, daß die Einfüllöffnung für den Gußwerkstoff einen großen Durchmesser haben kann, so daß der Gußwerkstoff schnell in die Gießform einströmt. Dadurch wird auch das Herstellen von größeren Gußstücken mit dieser Vorrichtung wirtschaftlich.The advantage of the two embodiments is that the filling opening for the cast material can have a large diameter, so that the casting material flows quickly into the mold. This also makes the production of larger castings with this device economical.
Eine erfindungsgemäße Verwendung der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist die zum Schleudergießen von Gegensts iden.An inventive use of the second embodiment of the invention is for Centrifugal casting of objects.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt
Fig. 1 im Querschnitt eine erfindungsgemäße Gießeinrichtung,Two exemplary embodiments of the invention are explained with reference to the drawing. It shows
Fig. 1 in cross section a casting device according to the invention,
F i g. 1 a eine abgewandelte Verschlußvorrichtung, Fig. 2, 3 weitere Ousführungsformen von Gießeinrichtungen. F i g. 1 a a modified closure device, Fig. 2, 3 further Ousführungsformen of casting devices.
Die in F i g. 1 betriebsbereit dargestellte GieSeinrichtung weist ein Gehäuse 201 suf mit einer darin eingebauten Gießform 202 mit Kernen 203 aus einem üblichen Formsand oder Formmasse. Die Gießform ist versehen mit einem Steigrohr 204 aus gasundurchlässigem Material mit einer, z. B. feuerfesten Ausklei-The in F i g. 1, the casting device shown ready for operation has a housing 201 suf with a casting mold 202 built therein with cores 203 made of a conventional molding sand or molding compound. The casting mold is provided with a riser pipe 204 made of gas-impermeable material with a, z. B. refractory lining
dung 205, so daß sich ein Steigkanal 206 bildet. Das Gehäuse ist mit einem Deckel 209 mittels Schrauber 210 hermetisch geschlossen. Der Deckel 209 ist mii einer Saugleitung 211 versehen, die über einen flexiblen Schlauch 212, ein Drosselventil 213 und eir Rohrstück 214 —mit Manometer 215— mit einei Unterdruckleitung 216 verbunden ist. Die Unter druckleitung mündet in einer nicht gezeichneten Un terdruckquelle aus. Der Druck in der Unterdrucklei tung ist mittels eines Drosselventils 217, das über eitdung 205, so that a riser channel 206 is formed. The housing is hermetically closed with a cover 209 using a screwdriver 210. The cover 209 is provided with a suction line 211 which is connected to a vacuum line 216 via a flexible hose 212, a throttle valve 213 and a pipe section 214 —with a manometer 215 -. The vacuum line opens out in a vacuum source (not shown). The pressure in the Unterdrucklei device is by means of a throttle valve 217, which over eit
Rohrstück 218 mit der Atmosphäre in Verbindunj steht, regelbar.Pipe section 218 is in communication with the atmosphere, controllable.
Die Gießform 202 ist mittels der Schrauben 219 die auf eine Platte 220 drücken, im Gehäuse 201 fi xiert und darin von einem Unterdruckraum 221 um geben. Damit der in der Saugleitung 211 eingestellti Unterdruck sich auch in dem Formhohlraum 222 de Gießform einstellen kann, ist die Platte 220 aus porö sem, gasdurchlässigem Material hergestellt. Statt desThe mold 202 is by means of the screws 219 which press on a plate 220 , fi xed in the housing 201 and give it from a vacuum chamber 221 to. So that the negative pressure set in the suction line 211 can also be set in the mold cavity 222 de casting mold, the plate 220 is made of porous, gas-permeable material. Instead of
sen oder auch zusätzlich kann die Platte mit Löchern 223 versehen sein.sen or additionally can the plate with holes 223 be provided.
Der Steigkanal 206 weist eine Verschlußvorrichtung auf in der Form eines selbsttätigen, hydrostatisch wirkenden Kugelventils 235. Eine Kugel 236 des Kugelventils wirkt mit einem Sitzkegel 237 zusammen. Das Ventil wird verwendet, im Falle das Gewicht der Kugel größer ist als ihr Auftrieb im Gußwerkstoff. Ist letztgenannter Aluminium, so kann die Kugel z. B. aus Stahl bestehen.The riser channel 206 has a closure device in the form of an automatic, hydrostatic acting ball valve 235. A ball 236 of the ball valve interacts with a seat cone 237. The valve is used if the weight of the ball is greater than its buoyancy in the cast material. is the latter aluminum, the ball can e.g. B. consist of steel.
Die Gießeinrichtung befindet sich über einem Schmelzofen oder einem Schmelzbehälter 224 mit einer Schmelze (Gußwerkstoff) 225. Das Steigrohr 204 taucht in der Schmelze ein, so daß der Formhohl-The pouring device is located above a melting furnace or tank 224 with a melt (cast material) 225. The riser pipe 204 is immersed in the melt, so that the mold hollow
Die bisher beschriebenen Verschlußvornchtungen befinden sich im oder am Steigkanal der Gießform. Natürlich ist es bei entsprechender Gestaltung una Abmessungen des Bodens der Gießform möglich dieThe closure devices described so far are located in or on the riser of the casting mold. Of course, it is possible with the appropriate design and dimensions of the bottom of the casting mold
5 Verschlußvorrichtungen im Boden selbst anzubringen, wobei das Gießrohr entfällt. Für einen Gießvorgang wird dann die Gießvorrichtung in Richtung der Schmelze gesenkt, bis der Boden über einen sicheren Abstand in der Schmelze eintaucht.5 locking devices to be installed in the ground itself, whereby the pouring pipe is omitted. For a casting process the pouring device is then lowered in the direction of the melt until the bottom is above safe Distance immersed in the melt.
ίο Eine weitere Möglichkeit das Ausfließen des GuIiwerkstoffes nach dem Austauschen des Steigrohres aus der Schmelze zu verhindern, besteht darin, daß die Gießeinrichtung um ihre Längsachse rotiert wird. Fig.2 zeigt ein Ausführungsbeispiel. Das Gehäuseίο Another possibility is the outflow of the GuIiwerkstoffes To prevent after replacing the riser from the melt, is that the Casting device is rotated about its longitudinal axis. Fig.2 shows an embodiment. The case
die Gießform aus Formsand, Keramik u. ä., ist eine Hinterfüllung 269 aus Sand oder Stahlschrott zwischen Gießform und Gehäuse anzubringen oder ist die Gießform sonstwie mit mechanischen Mitteln gegenüber dem Gehäuse abzustützen. Im Boden 270 des Gefäßes ist eine öffnung 271 angebracht. Es ist oben mit einem Kanäle 272 aufweisenden Deckel 273 abgeschlossen. the casting mold made of molding sand, ceramic and the like, is a backfill 269 made of sand or steel scrap between To attach the mold and housing or is the mold otherwise with mechanical means opposite to support the housing. An opening 271 is made in the bottom 270 of the vessel. It's up closed with a cover 273 having channels 272.
Zum Herstellen eines Gußstückes wird die Einrichtung bei eingetauchtem Steigrohr 204 in Drehung versetzt und die Saugleitung 211 mit der Unterdmckvorrichtung verbunden. Der in den Formhohlraum einströmende Gußwerkstoff steigt infolge der FliehTo produce a casting, the device rotates with the riser 204 submerged offset and the suction line 211 is connected to the Unterdmckvorrichtung. The one in the mold cavity Incoming cast material increases as a result of the fleeing
raum von der Atmosphäre abgeschlossen ist. In der 15 201 mit der darin befindlichen Gießform 202 wird von
Unterdruckleitung 216 ist der Unterdruck auf einen einer Hohlwelle 260 getragen. Auf der Hohlwelle die
solchen Wdt eingestellt worden, daß, nach öffnen des in einem Lager 261 gelagert ist, ist ein Zahnrad 26-Ventils
213, ein solcher Unterdruck im Formhohl- befestigt, worin ein Ritzel 263 eines Motors 264 lautt.
raum 222 entsteht, daß bei gegebenem spezifischem Der Motor versetzt das Gehäuse mit der Gießform um
Gewicht des Gußwerkstoffes, dessen Dampfdruck 20 die Längsachse 265 der Gießform in Drehung. Die
und herrschendem Barometerstand, der Gußwrkstoff feststehende Saugleitung 211 der bereits oben bemit
optimaler Geschwindigkeit in die Gießform ein- schriebenen Unterdruckvorrichtung ist mittels einer
strömt. Stopfbüchse 266 mit Dichtung 267 mit der Hohlwelle Zum Herstellen eines Gußstückes wird das Ventil 260 verbunden, so daß sie nicht an der Drehung teil-213
geöffnet, so daß der Gußwerkstoff in den Steigka- 25 nimmt. Die Gießfurm besteht aus einem Gefäß 268
nal 206 eintritt. Dabei wird die Kugel 236 des Kugel- aus einem porösen oder massiven Material. Besteht
ventils durch den einströmenden Gußwerkstoff von ~~ seinem Sitzkegel 237 ab- und bis zum Anschlag 238
angehoben, so daß der Gußwerkstoff in den Formhohlraum eintreten kann. Sich aus dem Formmaterial
bildende Gase werden durch die Platte 220 und durch
das poröse Formmaterial der Gießform über die Saugleitung abgesaugt. Nachdem sich der ganze Formhohlraum
mit Gußwerkstoff gefüllt hat, sinkt die Kugel zurück auf den Sitzkegel 237, dabei den Steigkanal wie- 35
der abschließend. Die Gießeinrichtung und der
Schmelzbehälter können nun voneinander getrennt
werden, so da3 das Steigrohr 204 aus der Schmelze
taucht. Der Gußwerkstoff wird durch das Kugelventil
235 am Auslaufen aus dem Formhohlraum behindert. 40 kraft an der Innenwand des Formhohlraumes empoi
Nach Schließen des Ventils 213 kann das Gehäuse und es bildet sich dort ein Zylinder 274 aus Gußwerkgeöffnet,
die Gießform entmantelt und das Gußstück stoff. Nach dem Gießvorgang wird der Unterdruck geentfernt
werden, brachen, die Drehung der Gießeinrichtung jedoch Statt aus porösem Material, wie Formsand, kann fortgesetzt, um das Ausfließen des Gußwerkstoffes zu
die Gießform auch aus massivem Material bestehen, 45 verhindern, während die Gießeinrichtung außerhalb
z. B. aus Keramik, Stahl oder Kunststoff. Zur Entlüf- des Bereiches der Schmelzpfanne gebracht wird, um
tung des Formhohlraume: ist es in solchen Fällen not- den nächsten Gießvorgang unmittelbar anschließen
wendig, diesen durch eine oder mehrere Entlüftungs- lassen zu können. Nach genügender Erstarrung des
kanäle mit dem die Gießform umgebenden Unter- Gußwerkstoffes kann auch die Rotation abgestellt
druckraum 221 zu verbinden. Die Entlüftungskanäle 50 werden. Es kann gewünscht sein, den Unterdruck
müssen so klein sein, daß der durchtretende Gußwerk- während des Drehens aufrechtzuerhalten, um entwikstoff
direkt erstarrt. kelte Gase direkt abführen zu können. Es kann auch
Die Verschlußvorrichtung gemäß F i g. 1 a zeigt so beim Gießen vorgegangen werden, daß während
ein Kugelventil 240, dessen Kugel 241 mit einem Sitz- des Aufsaugens des Gußwerkstoffes in die Gießform,
kegel 242 zusammenwirkt Dieses Ventil findet Ver- 55 diese nicht gedreht wird. Erst, nachdem der Gußwerkwendung
für den Fall, daß das Gewicht der Kugel stoff das gewünschte, durch die Abmessungen des
kleiner ist als ihr Auftrieb im Gußwerkstoff. Dieser Gußstückes bedingte Niveau im Formhohlraum erFall
liegt beispielsweise vor bei einer Hohlkugel aus reicht hat, wird die Gießform in Drehung versetzt.
Kunststoff und Wachs oder Kunststoff, z. B. Capro- Erst dann findet die Formgebung des Gußstückes
lactam als Gußwerkstoff. Beim Aufsteigen des Guß- 60 statt.space is closed off from the atmosphere. In FIG. 15 201 with the casting mold 202 located therein, the negative pressure is carried by the negative pressure line 216 onto a hollow shaft 260. On the hollow shaft, the value has been set so that, after it is stored in a bearing 261, a gear 26-valve 213, such a negative pressure, is attached in the mold hollow, in which a pinion 263 of a motor 264 is. Space 222 arises that for a given specific The motor moves the housing with the casting mold by the weight of the casting material, the vapor pressure of which rotates the longitudinal axis 265 of the casting mold. The and the prevailing barometer reading, the cast material fixed suction line 211 of the vacuum device already inscribed above with optimal speed in the casting mold flows by means of a. Stuffing box 266 with seal 267 with the hollow shaft To produce a casting, the valve 260 is connected so that it does not participate in the rotation 213, so that the cast material enters the riser. The casting tower consists of a vessel 268 nal 206 enters. The ball 236 of the ball is made of a porous or solid material. The valve consists of the inflowing cast material from ~~ its seat cone 237 down to the stop 238
raised so that the cast material can enter the mold cavity. Get out of the mold material
forming gases are passed through the plate 220 and through
the porous molding material of the casting mold is sucked off via the suction line. After the entire mold cavity has been filled with cast material, the ball sinks back onto the seat cone 237, the riser channel as well
the final. The casting device and the
Melting tanks can now be separated from one another
so that the riser pipe 204 from the melt
dives. The cast material is through the ball valve
235 prevented from leaking out of the mold cavity. 40 force on the inner wall of the mold cavity empoi After closing the valve 213, the housing and there is a cylinder 274 formed from the casting can be opened, the casting mold dismantled and the casting material. After the casting process, the negative pressure will be removed, but the rotation of the casting device instead of porous material, such as molding sand, can continue to prevent the casting material from flowing to the casting mold, which is also made of solid material, 45 while the casting device is outside e.g. B. made of ceramic, steel or plastic. The area of the melting ladle is brought to the venting area around the mold cavity: in such cases it is necessary to be able to immediately follow the next casting process through one or more venting steps. After sufficient solidification of the channels with the casting material surrounding the casting mold, the rotation can also be switched off to connect pressure space 221. The vent channels 50 are. It may be desirable that the negative pressure must be so small that the casting work passing through it can be maintained during the rotation in order to directly solidify the development material. to be able to dissipate celtic gases directly. The closure device according to FIG. 1 a shows the procedure for casting is such that while a ball valve 240, the ball 241 of which interacts with a seat for sucking up the casting material into the casting mold, cone 242, this valve does not turn it. Only after the casting turn in the event that the weight of the ball is the desired material, due to the dimensions of the is smaller than their buoyancy in the cast material. This casting-related level in the mold cavity. If, for example, a hollow sphere is sufficient, the casting mold is set in rotation. Plastic and wax or plastic, e.g. B. Capro- Only then is the shape of the casting lactam as a casting material. During the ascent of the cast 60 instead.
Werkstoffes in dem Steigkanal 206 wird die Kugel Obschon die Drehung der Gießeinrichtung hier durch diesen vom Sitzkegel 242 entfernt und gegen dem Zweck des Verhinderns des Auslaufens des Gußeinen Anschlag 243 ged-ückt, so daß der Gußwerk- Werkstoffes dient, ist es selbstverständlich, daß die bestoff in den Formhohlraum eintreten kann. Nach schriebene Einrichtung als Schleudergießeinrichtung Beendigung des Gießvorganges wird die Kugel durch 65 überhaupt verwendet werden kann. Bei den bekannden Auftrieb im GußwerLv.off wieder auf den Sitzke- ten Schleudergießeinrichtungen mit senkrechter gel 242 gedrückt und verschließt damit den Steigkanal Scbleuderachse wird der Gußwerkstoff durch eine von inn oben her in die Gießform eingeführte, mit seinemAlthough the rotation of the casting device is removed from the seat cone 242 by this and against the purpose of preventing the casting from running out, a stop 243 is pressed so that the casting material is used, it goes without saying that the material can enter the mold cavity. After the device described as a centrifugal casting device, the casting process is completed, the ball can be used by 65 at all. In the bekannden buoyancy in GußwerLv.off again pressed onto the Sitzke- th Schleudergießeinrichtungen with vertical gel 242 and thereby closes the rising duct Scbleuderachse the casting material is introduced through a forth inn from above into the mold, with its
Auslaufende bis in die Mitte der Gießform reichende Gießrinne eingebracht. Demgegenüber ist das Einbringen des Gußwerkstoffes bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch Aufsaugen in die Gießform erheblich einfacher und wirtschaftlicher und mit geringerer Turbulenz verbunden.Introduced pouring channel that runs out into the middle of the casting mold. In contrast to this is bringing in of the casting material in the device according to the invention by being sucked into the casting mold easier and more economical and associated with less turbulence.
F i g. 3 zeigt eine rotierende Gießeinrichtung ohne Gehäuse. Die eigentliche Gießform 280 besteht aus einem Hohlzylinder 281, welcher mittels Spannbolzen 282 zwischen einer mit der Hohlwelle 260 der Antriebsvorrichtung fest verbundenen Tragplatte 283 und einem abnehmbaren Boden 284 eingespannt ist. Der Hohlzylinder die Tragplatte und der Boden sind aus einem festen Stoff, z.B. Stahl, hergestellt. Die Tragplatte ist mit einer Zentrierscheibe 285, z. B. aus Keramik, versehen, an welcher der Hohlzylinder 281 hinsichtlich der Drehachse der Gießeinrichtung zentriert wird. Der Boden 284 ist versehen mit einem Steigrohr 286 mit einer Auskleidung 287 aus einem den vorherrschenden Temperaturen widerstehenden Material. Die Auskleidung wird von einer den Boden bedeckenden Scheibe 288 getragen, die aus demselben Material wie die Auskleidung 287 sein kann. Diese Scheibe dient ebenfalls der Zentrierung des Hohlzylinders 281. Durch den Steigkanal 289 im Steigrohr tritt der aufgesaugte Gußwerkstoff in den Formhohlraum 290 ein und wird darin zu einem Zylinder 291 ausgeschleudert. Abhängig vom Durchmesser des Gußstückes wird eine Zentrierscheibe 285 mit entsprechendem Außendurchmesser und ein Hohlzylinder 281 mit entsprechendem Innendurchmesser verwendet. Die Spannbolzen 282 ermöglichen ohne weiteres eine Anpassung der Gießeinrichtung an die Länge des Gußstückes.F i g. 3 shows a rotating casting device without a housing. The actual casting mold 280 consists of a hollow cylinder 281 which is clamped by means of clamping bolts 282 between a support plate 283 firmly connected to the hollow shaft 260 of the drive device and a removable base 284 . The hollow cylinder, the support plate and the floor are made of a solid material, such as steel. The support plate is provided with a centering disc 285, e.g. B. made of ceramic, on which the hollow cylinder 281 is centered with respect to the axis of rotation of the casting device. The bottom 284 is provided with a riser pipe 286 with a lining 287 made of a material that is resistant to the prevailing temperatures. The liner is supported by a floor covering disc 288 , which may be the same material as the liner 287 . This disk also serves to center the hollow cylinder 281. The cast material that has been sucked up enters the mold cavity 290 through the riser duct 289 in the riser pipe and is ejected into a cylinder 291 therein. Depending on the diameter of the casting, a centering disk 285 with a corresponding outside diameter and a hollow cylinder 281 with a corresponding inside diameter are used. The clamping bolts 282 allow the casting device to be easily adapted to the length of the casting.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
Claims (3)
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| CH303469A CH503533A (en) | 1968-05-03 | 1969-02-28 | Device for casting objects |
Publications (3)
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