DE29710863U1

DE29710863U1 - Gußvorrichtung, insbesondere für hochschmelzende Materialien

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Publication number: DE29710863U1
Application number: DE29710863U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-06-21
Filing date: 1997-06-21
Publication date: 1997-08-14
Anticipated expiration: 2007-06-22

Description

pOfta Patentanwälte

Dipl. Phys. Ulrich Twelmeier Dr. techn. Waldemar Leitner Dr. phil. not Rudolf Bauer-1990 Dipl. Ing. Helmut Hubbuch-1991 European Patent Attorneys

.&Ogr;&bgr;. 1997
Georg Schultheiss, Pforzheimer Straße 82, 71292 Friolzheim

Gußvorrichtung, insbesondere für hochschmelzende Materialien Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Gußvorrichtung, insbesondere für hochschmelzende Materialien wie Platin, Palladium oder Gold, durch die ein Gußmaterial in eine Gußform einbringbar ist

Zum Gießen von hochschmelzenden Materialien werden - wie z.B. Platin - bis jetzt Gußvorrichtungen verwendet, die einen an einem rotierbaren Arm befestigten Aufnahmetiegel für das zu gießende, geschmolzene Material sowie eine an den Aufnahmetiegel anschließende Gußform aufweisen. Durch die bei der

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Telefon (0723 Ij 39840 Telefax (0723 Ij 398444 Sparkasse Pforzheim 803812 (BLZ66650085)

VAT Registration No. DE 144 180005

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Rotation der durch die Gußform und den Aufnahmetiegel gebildeten Einheit auftretenden Zentrifugalkräfte wird das zu gießende Material vom Aufnahmetiegel in die Gußform gedruckt. Hierbei sind hohe Zentrifugalkräfte erforderlich, um einen qualitativ zufriedenstellenden Guß zu erreichen, da beim Gußvorgang die in der Gußform befindliche Luft dem Einfließen des Gußmaterials in die Gußform einen relativ großen Durchdringungswiderstand entgegensetzt, der durch die das Gußmaterial beaufschlagenden Zentrifugalkräfte überwunden werden muß.

Die bekannte Vorrichtung besitzt daher den Nachteil, daß sie aufgrund der beim Gußvorgang auftretenden hohen Kräfte über eine besonders stabile und daher kostenträchtige Konstruktion verfügen muß, da außerdem bei der Rotationsbewegung der vorgenannten Einheit beträchtliche Umwuchtkräfte auftreten.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß bei einem einfachen Aufbau ein qualitativ zufriedenstellender Gußvorgang, insbesondere von hochschmelzenden Materialien, ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung einen Gußraum aufweist, in den die Gußform einbringbar ist, und daß eine Evakuierungsvorrichtung vorgesehen ist, durch die in der Gußform befindliche Gase aus dieser absaugbar sind.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird in vorteilhafter Art und Weise eine Gußvorrichtung geschaffen, die sich dadurch auszeichnet, daß durch das erfindungsgemäß vorgesehene Absaugen der in der Gußform befindlichen Gase das in die Gußform eingebrachte Gußmaterial beim Gußvorgang einen gegenüber den bekannten Vorgangsweisen deutlich verringerten Durchdringungswiderstand erfährt. Es ist mit der erfindungsgemäßen Gußvorrichtung in vorteilhafter Art und Weise für eine Vielzahl von Anwendungsfällen möglich, auf den Einsatz von Zentrifugalkräften bei dem Gußvorgang zu verzichten, so daß in vorteilhafter

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Art und Weise die Gußform stationär im Gußraum aufgenommen ist. Dies bewirkt, daß bei einem mechanisch einfachen Aufbau der Gußvorrichtung ein qualitativ hochwertiger Guß erzielbar ist.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die erfindungsgemäße Gußvorrichtung eine Aufnahmeeinrichtung für die Gußform aufweist, durch die die Gußform um ihre Achse rotierbar ist. Diese erfindungsgemäße Maßnahme besitzt den Vorteil, daß hierdurch bei einem einfachen mechanischen Aufbau Zentrifugalkräfte erzeugbar sind.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß im Gußraum der erfindungsgemäßen Vorrichtung zumindest beim Gußvorgang ein Überdruck erzeugbar ist. Diese erfindungsgemäße Maßnahme besitzt den Vorteil, daß durch die durch den Überdruck bewirkte Kraftbeaufschlagung des Gußmaterials ein besseres Durchdringen der Gußform ermöglicht wird, wodurch sich die Gußqualität nochmals steigern läßt und eine zusätzliche Verdichtung des Gußmaterials stattfindet.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind dem Ausführungsbeispiel zu entnehmen, das im folgenden anhand der Figuren beschrieben wird. Es zeigen:

Figur 1 einen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer

Gußvorrichtung,

Figur 2 eine Ansicht des Ausführungsbeispiels aus der Richtung il der Figur 1,

und
Figur 3 ein zweites Ausführungsbeispie! der Gußvorrichtung

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Das in den Figuren 1 und 2 dargestellte, allgemein mit 1 bezeichnete Ausführungsbeispiel einer Gußvorrichtung weist einen Gußraum 2 auf, der in seinem oberen Bereich eine von einem Decke! 33 verschließbare Öffnung 2' besitzt, durch die eine Gußform 20, die einen Eingußtrichter 21 und einen Gußstamm 22 aufweist, in den Gußraum 2 einbringbar ist. Die Gußform 20 setzt hierbei mit ihrer Bodenfläche 20a auf einen Aufnahmeteller 43 auf, der einen Evakuierungskanal 42 aufweist, der von der Oberfläche 43' des Aufnahmetellers 43 zu einem Anschluß 32 einer an und für sich bekannter und daher in den Figuren nicht mehr näher dargestellten Evakuierungseinrichtung V führt.

Hierdurch ist es möglich, daß die Gußform 20 evakuiert werden kann, indem der Anschluß 32 des Evakuierungskanals 42 durch die Evakuierungsvorrichtung V mit einem Unterdruck beaufschlagt wird, so daß durch den Evakuierungskanal 42 die in der Gußform 20 befindlichen Gase abgesaugt werden können. Diese Maßnahme besitzt den Vorteil, daß hierdurch das Einfließen des Gußmaterials in den Gießstamm 22 der Gußform 20 sowie dessen Durchdringen erleichtert wird, da infolge der Beaufschlagung der Gußform 20 mit Unterdruck die im Gießstamm 22 befindliche Luft oder andere Gase durch das Material der Einbettmasse der Gußform 20 zu der Bodenfläche 20a der Gußform 20 diffundieren und über den Evakuierungskanal 42 zur Evakuierungseinrichtung V abgeführt werden. Durch das Absaugen der in der Gußform 20 befindlichen Gase wird also erreicht, daß der Durchdringungswiderstand der Gußform 20 für das Gußmaterial reduziert wird, so daß das Gußmateria! den Gießstamm 22 auch ohne externe Kraftbeaufschlagung homogen und ohne Bildung von Blasen oder Einschlüssen ausfüllen kann, so daß im wesentlichen in vorteilhafter Art und Weise ein qualitativ hochwertiger Guß erreicht wird.

Es ist daher bei der beschriebenen Vorrichtung 1 in vorteilhafter Art und Weise nicht mehr erforderlich, die in der Gußform 20 befindliche Luft 1 oder andere Gase durch die Beaufschlagung der Gußmasse mit einer durch eine Rotationsbewegung erzeugten Kraft zu verdrängen oder zu komprimieren. Es ist also hierdurch

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in vorteilhafter Art und Weise eine stationäre Anordnung der Gußform 20 im Gußraum 2 der Vorrichtung möglich, so daß bei der beschriebenen Vorrichtung 1 der ansonsten zum Guß von hochschmelzenden Materialien wie Platin benötigte Rotationsarm ersatzlos entfallen kann. Die Vorrichtung 1 muß somit nicht mehr für große mechanische Beanspruchungen ausgelegt werden und baut daher in vorteilhafter Art und Weise kostengünstig.

Die Gußform 20 ist vorzugsweise eine in bekannter Art und Weise nach dem Wachsausschmelzverfahren aus einer Einbettmasse hergestellte Gußform, wobei es aber auch möglich ist, jede beliebige andere Material 20 zur Herstellung der Gußform zu verwenden, solange gewährleistet ist, daß durch die Evakuierungseinrichtung V das in der Gußform 20 befindliche Gas durch das Einbettmasse-Material zur Bodenfläche 20a der Gußform 20 diffundieren kann.

Das in die Gußform 20 einzubringende Gußmaterial ist in einem Schmelztiegel 12 schmelzbar, der von einer Erwärmungsspule 11 zum Schmelzen des Gußmaterials umgeben ist und an einem Arm 10' einer Drehwelle 10 gelagert ist, die vakuum- und druckdicht in einem Gehäuse 3 der Vorrichtung 1 gelagert ist.

Die Gußform 20 ist vorzugsweise von einem Mantel 24 umgeben, der an seiner Innenfläche 24' Evakuierungskanäle 23 aufweist, die in Verbindung mit dem Evakuierungskanal 42 stehen.

Vorzugsweise ist zwischen der Oberfläche 43' des einen Zentrierring 44 für die Gußform 20 aufweisenden Aufnahmetellers 43 und der Gußform 20 eine Dichtung 41 angeordnet, welche bewirkt, daß eine luft- oder gasundurchlässige Verbindung zwischen der Gußform 20 und dem Aufnahmeteller 43 ausgebildet wird.

Obwohl die oben beschriebene stationäre Anordnung der Gußform 20 im Gußraum 2 der Vorrichtung 1 für eine Vielzahl von Fällen die erforderliche Gußqualität garantiert, kann - wie in Figur 1 dargestellt - vorgesehen sein, daß die

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Gußform 20 zusätzlich zu ihrer Evakuierung noch um ihre Achse A rotierbar ist, um die durch die Evakuierung erzielte Wirkung - nämlich ein verbessertes Durchdringen der Gußform 20 durch das Gußmaterial infolge der durch das Absaugen der Gußform 20 bewirkten Verringerung des Durchdringungswiderstandes - noch durch die Beaufschlagung des Gußmaterials mit der durch die Rotation erzeugten Zentrifugalkräften zu verbessern.

Hierzu ist vorgesehen, daß die auf dem Aufnahmeteller 43 aufgesetzte Gußform 20 um eine mit diesem verbundene Welle 40, welche luft(gas)- und druckdicht im Gehäuse 3 der Vorrichtung 1 angeordnet ist, rotierbar ist. Die Welle 40 wird von einem Motor M angetrieben und rotiert die auf dem Aufnahmeteller 43 aufgesetzte Gußform 20 um ihre eigene Achse.

Eine derartige stationär-rotierbare Konstruktion besitzt den Vorteil, daß die Vorrichtung 1 nun mehr besonders kompakt baut, da kein Rotationsarm erforderlich ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß infolge der nicht-rotierenden Anordnung des Schmelztiegels 12 beim Rotationsvorgang der Gußform 20 keine Unwuchten auftreten, da das vom Schmelztiegel 12 in den Eingußtrichter 21 fließende Gußmaterial sofort homogen über den Gießstamm 22 verteilt wird.

Die Funktion der Vorrichtung 1 ist nun wie folgt:

Zuerst wird das zu schmelzende Gußmaterial in den Schmelztiegel 12 eingebracht, indem der ein Sichtfenster 34 aufweisende Deckel 33 der Vorrichtung 1 wegbewegt wird, so daß zu schmelzende und dann zu gießende Material in den Schmelztiegel 12 leicht einbringbar ist.

Vorzugsweise nach dem Verschließen des Deckels 33 wird in an und für sich bekannter Art und Weise durch ein Aufheizen der Erwärmungsspule 11 das im Schmelztiegel 12 befindliche Material geschmolzen, wobei in Abhängigkeit von dem zu schmelzenden Material wahlweise vorgesehen sein kann, daß im

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Gußraum 2 Vakuum herrscht oder sich ein - vorzugsweise unter Überdruck stehendes - Schutzgas befindet. Die Ausbildung der atmosphärischen Bedingungen im Gußraum 2 in Abhängigkeit von dem zu schmelzenden Material ist dem Fachmann bekannt, so daß diese nicht mehr näher beschrieben werden müssen.

Vor, während oder nach dem Schmelzen des Gußmaterials im Schmelztiegel 12 wird - wie bereits oben beschrieben - die Gußform 20 evakuiert. Das Evakuieren vor oder während des Schmelzvorgangs des Gußmaterials ist dann von Vorteil, wenn im Gußraum 2 Vakuum herrscht, so daß durch die Vakuumbeaufschlagung des Gußraums 2 bereits eine Vor-Evakuierung der Gußform 20 erzielt wird. Die Evakuierung der Gußform 20 während des Gußvorgangs wird dann bevorzugt, wenn sich im Gußraum 2 Schutzgas befindet, das vorzugsweise zumindest während des Gießvorgangs zur Erhöhung des Gußdrucks unter einem Überdruck steht.

Wie aus Figur 2 ersichtlich, wird zum Eingießen des Gußmaterials 20 in den Eingußtrichter 21 der Schmelztiegel 12 um die Drehwelle 10 geschwenkt, so daß ein leichtes Befüllen der Gußform 20 ermöglicht wird.

Wie bereits oben ebenfalls erwähnt wurde, kann durch eine Rotationsbewegung der Gußform 20 beim Gießvorgang um ihre Achse A die Qualtiät des Gusses noch erhöht werden.

In der Figur 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiei einer Vorrichtung 1 dargestellt, die sich von der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Gußvorrichtung im wesentlichen nur durch die Anordnung des Schmelztiegels 12 unterscheidet Der übrige konstruktive Aufbau der Gußvorrichtung 1 des zweiten Ausführungsbeispiels entspricht demjenigen des in den Figuren 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels, so daß gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen werden können und nicht mehr näher beschrieben werden müssen.

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Wie aus der Figur 3 ersichtlich ist, ist nun nicht mehr - wie beim ersten Ausführungsbeispiel - vorgesehen, daß der Schmelztiegel 12 um eine Drehwelle 10 schwenkbar im Gußraum 2 angeordnet ist. Vielmehr ist ein Schmelztiegel 12' über der Gußform 2 angeordnet mit einem Bodenverschlußsystem ausgebildet. Ein derartiges Bodenverschlußsystem ist z.B. im deutschen Gebrauchsmuster 295 28 09 der Anmelderin beschrieben und muß daher nicht mehr näher erläutert werden. Es soll nur soviel hierzu ausgeführt werden, daß das Ablassen des im Schmelztiegel 12 befindlichen Gußmaterials durch ein Hochbewegen eines Verschlußstabes 14 erfolgt, so daß das im Schmelztiegel 12' befindliche Gußmaterial durch eine Ausflußöffnung 15 des Schmelztiegels 12 in den Eingußtrichter 21 der Gußform 20 fließen kann.

Abschließend ist festzustellen, daß durch die beschriebene Vorrichtung 1 in vorteilhafter Art und Weise eine hohe Gußqualität erzielbar ist, wobei sich dieser Vorteil insbesondere beim Guß von hochschmelzenden Materialien wie zum Beispiel von Platin, Palladium oder Gold manifestiert.

Claims

-9-Schutzansprüche

1. Gußvorrichtung, insbesondere für hochschmelzende Materialien wie Platin, Palladium oder Gold, durch die ein Gußmateriai in eine Gußform (20) einbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gußvorrichtung (1) einen Gußraum (2) aufweist, in den die Gußform (20) einbringbar ist, und daß eine Evakuierungseinrichtung (V) vorgesehen ist, durch die in der Gußform (20) befindliche Gase aus dieser absaugbar sind.

2. Gußvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gußraum (2) der Gußvorrichtung (1) im wesentlichen gasdicht und/oder druckdicht ist.

3. Gußvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gußform (20) auf einem Aufnahmeteller (43) aufsetzbar ist, der einen Evakuierungskanal (42) aufweist, der sich von einer die Gußform (20) tragenden Oberfläche (43*) des Aufnahmeteiiers (43) zu einem Anschluß

(32) der Evakuierungseinrichtung (V) erstreckt.

4. Gußvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine gasdichte Dichtung (41) zwischen Gußform (20) und Aufnahmeteller (43) vorgesehen ist.

5. Gußvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gußform (20) im Gußraum (2) um ihre Achse (A) rotierbar angeordnet ist.

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6. Gußvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmeteller (43) eine Welle (40) aufweist, die rotierbar in der Vorrichtung (1) gelagert ist.

7. Gußvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Gußraum (2) der Vorrichtung (1) ein unter Überdruck stehendes Schutzgas einbringbar ist.

8. Gußvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gußraum (2) evakuierbar ist.

9. Gußvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Gußraum (2) ein Schmelztiegel (12; 12') vorgesehen ist.

10. Gußvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelztiegel (12; 12') derart angeordnet ist, daß das Gußmaterial in die Gußform (20) von oben her einbringbar ist.

11. Gußvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der im Gußraum (2) angeordnete Schmelztiegel (12) um eine Drehwelle (10) schwenkbar ist.

12. Gußvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelztiegel (12') ein Bodenablaßsystem (14,15) aufweist.